JP2019050107A - Battery, manufacturing method for battery, and electronic apparatus - Google Patents

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Abstract

To provide a battery having excellent lithium ion conductivity, and a manufacturing method for the battery capable of manufacturing the battery and an electronic apparatus excellent in reliability.SOLUTION: A battery of the present invention comprises: a current collector; an active material composite body including granular active materials being brought into contact with the current collector and having single crystal structures and a resin part formed in a gap between adjacent active materials; and an electrolyte layer being brought into contact with the resin part and brought into contact with the active materials. The active materials preferably contain LiCoO.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電池、電池の製造方法および電子機器に関するものである。   The present invention relates to a battery, a method of manufacturing a battery, and an electronic device.

携帯型情報機器をはじめとする多くの電気機器の電源として、リチウム二次電池が利用されている。リチウム電池は、正極、負極、および正極と負極との間に設置されたリチウムイオンを伝導させる電解質層とを備える。   Lithium secondary batteries are used as power sources for many electric devices including portable information devices. The lithium battery includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte layer disposed between the positive electrode and the negative electrode for conducting lithium ions.

また、従来、電解質として液体電解質が用いられているが、液体電解質には安全性に対する懸念があり、近年、高エネルギー密度と安全性とを両立したリチウム電池として、固体の電解質層の形成材料に、固体の電解質を使用する固体型のリチウム電池が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Also, conventionally, liquid electrolytes have been used as electrolytes, but there is concern about safety in liquid electrolytes, and in recent years, as a lithium battery having both high energy density and safety, it is used as a material for forming a solid electrolyte layer Solid state lithium batteries using a solid electrolyte are known (see, for example, Patent Document 1).

このような固体型のリチウム電池において、電解質として固体高分子電解質(SPE)等の有機固体電解質や、硫化物あるいは酸化物のような無機固体電解質等が用いられている。   In such a solid type lithium battery, an organic solid electrolyte such as solid polymer electrolyte (SPE) or an inorganic solid electrolyte such as sulfide or oxide is used as an electrolyte.

しかしながら、固体電解質、とりわけ酸化物固体電解質のリチウムイオン伝導率は、例えば、代表的な電解液であるLiPF/EC/DEC等のリチウムイオン伝導率と比較して、2桁〜3桁以上低い。そのため、負極側から遠くに位置する正極集電体に近い側の正極活物質にリチウムイオンを送り届ける、あるいは、同位置の正極活物質からリチウムイオンを引き出すことが、非常に困難になる。したがって、高いCレート特性、すなわち高速な充放電特性が期待できず、固体型のリチウム電池が実用レベルに至っているとは言い難いのが実情であった。 However, the lithium ion conductivity of a solid electrolyte, particularly an oxide solid electrolyte, is, for example, two to three digits lower than that of a typical electrolyte, such as LiPF 6 / EC / DEC. . Therefore, it is very difficult to deliver lithium ions to the positive electrode active material on the side close to the positive electrode current collector located far from the negative electrode side, or to extract lithium ions from the positive electrode active material at the same position. Therefore, high C rate characteristics, that is, high-speed charge and discharge characteristics can not be expected, and it has been difficult to say that solid lithium batteries have reached practical levels.

かかる問題点を解決することを目的に、特許文献2では、活物質板を構成する複数の正極活物質粒子(単結晶粒子)を、正極集電体の面方向に、格子状に並べて配列させることで、活物質板の厚さ方向において、1つの正極活物質粒子内をリチウムイオンが移動することとなり、これにより、活物質板におけるリチウムイオン伝導性を向上させることが提案されている。   In order to solve such problems, in Patent Document 2, a plurality of positive electrode active material particles (single crystal particles) constituting an active material plate are arranged and arranged in a lattice shape in the surface direction of a positive electrode current collector. Thus, lithium ions move in one positive electrode active material particle in the thickness direction of the active material plate, and it has been proposed to improve lithium ion conductivity in the active material plate.

ところが、この場合、活物質板と電解質層との接触面が、活物質板を構成する複数の正極活物質粒子の形状や粒径にバラツキが生じていることに起因して、不均一なものとなる。その結果、均一な膜厚の電解質層を形成することが困難となり、活物質板におけるリチウムイオン伝導性を向上させることができるものの、活物質板と電解質層との間におけるリチウムイオンの受け渡しが、円滑に行われず、結果として、リチウム二次電池全体としてのリチウムイオン伝導性が十分に向上しないと言う問題があった。   However, in this case, the contact surface between the active material plate and the electrolyte layer is nonuniform due to variations in the shapes and particle sizes of the plurality of positive electrode active material particles constituting the active material plate. It becomes. As a result, it becomes difficult to form an electrolyte layer having a uniform film thickness, and although lithium ion conductivity in the active material plate can be improved, delivery of lithium ions between the active material plate and the electrolyte layer is As a result, the lithium ion conductivity as a whole of the lithium secondary battery is not sufficiently improved.

特開2006−277997号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-277997 特開2014−110240号公報JP, 2014-110240, A

本発明の目的の一つは、優れたリチウムイオン伝導性を有する電池、かかる電池を製造することができる電池の製造方法、および信頼性に優れた電子機器を提供することにある。   One of the objects of the present invention is to provide a battery having excellent lithium ion conductivity, a method of manufacturing a battery capable of manufacturing such a battery, and an electronic device having excellent reliability.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の電池は、集電体と、
前記集電体に接する単結晶構造を有する粒状の活物質と、隣り合う前記活物質の間隙に形成された樹脂部と、を含む活物質複合体と、
前記樹脂部と接するとともに、前記活物質と接する電解質層と、を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の電池は、優れたリチウムイオン伝導性を有するものとなる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The battery of the present invention comprises:
An active material complex including a granular active material having a single crystal structure in contact with the current collector, and a resin portion formed in a gap between the adjacent active materials;
And an electrolyte layer in contact with the active material as well as in contact with the resin portion.
Thereby, the battery of the present invention has excellent lithium ion conductivity.

本発明の電池では、前記活物質は、LiCoOを含むことが好ましい。
これにより、活物質粒子を、単結晶構造を有する粒状の活物質で確実に構成することができる。
In the battery of the present invention, the active material preferably contains LiCoO 2 .
Thus, active material particles can be reliably formed of granular active materials having a single crystal structure.

本発明の電池では、前記活物質複合体は、前記集電体および前記電解質へ平坦面にて接することが好ましい。   In the battery of the present invention, the active material complex is preferably in contact with the current collector and the electrolyte on a flat surface.

これにより、活物質複合体を、集電体および電解質へ優れた接着性および密着度をもって接合されたものとすることができる。   Thus, the active material complex can be bonded to the current collector and the electrolyte with excellent adhesion and adhesion.

本発明の電池では、前記樹脂部は、エポキシ系樹脂またはアクリル系樹脂で構成されることが好ましい。   In the battery of the present invention, the resin portion is preferably made of an epoxy resin or an acrylic resin.

これにより、優れた充填性をもって、隣り合う活物質の間隙に樹脂材料を充填させることができる。   Thus, the resin material can be filled in the gaps between adjacent active materials with excellent filling properties.

本発明の電池では、前記樹脂部のイオン伝導率は、1×10−8S/cm以下であることが好ましい。 In the battery of the present invention, the ion conductivity of the resin portion is preferably 1 × 10 −8 S / cm or less.

これにより、活物質複合体に含まれる活物質や、電解質層に含まれる電解質との接触に関して電気化学的に安定であるものとすることができる。   This makes it possible to be electrochemically stable with respect to the contact with the active material contained in the active material complex and the electrolyte contained in the electrolyte layer.

本発明の電池では、前記樹脂部のヤング率は、15GPa以下であることが好ましい。
これにより、リチウム(イオン)の出入りに伴う活物質粒子の体積変化に起因する、活物質複合体における内部応力を低減させることができる。
In the battery of the present invention, the Young's modulus of the resin portion is preferably 15 GPa or less.
As a result, internal stress in the active material complex can be reduced due to the volume change of the active material particles accompanying the movement of lithium (ion).

本発明の電池の製造方法は、集電体を形成する工程と、
前記集電体に接するように活物質粒子を配置した後に、隣り合う前記活物質粒子の間隙に樹脂材料を充填することで樹脂複合体を形成し、しかる後に、前記活物質粒子が露出するように研磨することで活物質複合体を得る工程と、
露出した前記活物質粒子と接するように電解質層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする。
これにより、優れたリチウムイオン伝導性を有する電池を製造することができる。
The method of manufacturing a battery of the present invention comprises the steps of: forming a current collector;
After arranging the active material particles so as to be in contact with the current collector, the resin material is filled in the gaps between the adjacent active material particles to form a resin complex, and after that, the active material particles are exposed. Obtaining an active material complex by polishing to
Forming an electrolyte layer in contact with the exposed active material particles;
And the like.
Thereby, a battery having excellent lithium ion conductivity can be manufactured.

本発明の電池の製造方法は、電解質層を形成する工程と、
電解質層に接するように活物質粒子を配置した後に、隣り合う前記活物質粒子の間隙に樹脂材料を充填することで樹脂複合体を形成し、しかる後に、前記活物質粒子が露出するように研磨することで活物質複合体を得る工程と、
露出した前記活物質粒子と接するように集電体を形成する工程と、
を備えることを特徴とする。
これにより、優れたリチウムイオン伝導性を有する電池を製造することができる。
The method for producing a battery of the present invention comprises the steps of: forming an electrolyte layer;
After arranging the active material particles to be in contact with the electrolyte layer, the resin material is filled in the gaps between the adjacent active material particles to form a resin complex, and thereafter, the active material particles are polished to be exposed. Obtaining an active material complex by
Forming a current collector in contact with the exposed active material particles;
And the like.
Thereby, a battery having excellent lithium ion conductivity can be manufactured.

本発明の電子機器は、本発明の電池を備えることを特徴とする。
これにより、電子機器は、優れた信頼性を備えるものとなる。
An electronic device of the present invention includes the battery of the present invention.
Thus, the electronic device has excellent reliability.

リチウム二次電池の第1実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows 1st Embodiment of a lithium secondary battery. 図1に示すリチウム二次電池を製造する製造方法を工程順に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method which manufactures the lithium secondary battery shown in FIG. 1 to process order. 図1に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図1に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図1に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図1に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図1に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図1に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図1に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図1に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図1に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図1に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. リチウム二次電池の第2実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows 2nd Embodiment of a lithium secondary battery. 図13に示すリチウム二次電池を製造する製造方法を工程順に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method which manufactures the lithium secondary battery shown in FIG. 13 to process order. 図13に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図13に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図13に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図13に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図13に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図13に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図13に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図13に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図13に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 図13に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the lithium secondary battery shown in FIG. 本実施形態の電子機器としてのウェアラブル機器の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the wearable apparatus as an electronic device of this embodiment.

以下、本発明の電池、電池の製造方法および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態について説明する。なお、説明に用いる図面は、説明するための便宜上のものであり、図示された構成要素の寸法や比率等は実際のものと異なる場合がある。また、図面の説明において、示された図の上側を「上」、下側を「下」と言う。   BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a battery, a method of manufacturing a battery, and an electronic device according to the present invention will be described below with reference to the attached drawings. Note that the drawings used for the description are for convenience of explanation, and the dimensions and ratios of the illustrated components may differ from the actual ones. Further, in the description of the drawings, the upper side of the illustrated drawing is referred to as “upper” and the lower side as “lower”.

なお、以下では、本発明の電池を、リチウムイオン伝導性を有するリチウム二次電池100に適用した場合を代表に説明する。   In addition, below, the case where the battery of this invention is applied to the lithium secondary battery 100 which has lithium ion conductivity is demonstrated as a representative.

<リチウム二次電池>
<<第1実施形態>>
図1は、リチウム二次電池(本発明の電池)の第1実施形態を示す縦断面図である。
<Lithium rechargeable battery>
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a lithium secondary battery (battery of the present invention).

リチウム二次電池100(電池)は、正極取出し電極7と、正極集電体1(集電体)と、正極活物質複合体5(活物質複合体)と、固体の電解質層3と、負極部6(電極)と、負極取出し電極8とを有し、これらが、この順で、互いに接して積層されたものである。このリチウム二次電池100は、いわゆる固体型のリチウム(イオン)二次電池である。   The lithium secondary battery 100 (battery) includes a positive electrode extraction electrode 7, a positive electrode current collector 1 (current collector), a positive electrode active material complex 5 (active material complex), a solid electrolyte layer 3, and a negative electrode. A portion 6 (electrode) and a negative electrode extraction electrode 8 are stacked in contact with each other in this order. The lithium secondary battery 100 is a so-called solid lithium (ion) secondary battery.

正極集電体1(集電体)は、正極活物質複合体5の一面51(一方の面)に接して設けられ、これにより、一面51で露出する活物質の一例である正極活物質部2に接している。この正極集電体1は、リチウム二次電池100において、いわゆる正極として機能する。   The positive electrode current collector 1 (current collector) is provided in contact with one surface 51 (one surface) of the positive electrode active material composite 5, and thereby, a positive electrode active material portion which is an example of the active material exposed on the one surface 51. It is in contact with 2. The positive electrode current collector 1 functions as a so-called positive electrode in the lithium secondary battery 100.

正極集電体1の形成材料(構成材料)としては、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、金(Au)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、ルテニウム(Ru),銀(Ag)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、およびマグネシウム(Mg)からなる群から選ばれる1種の金属(金属単体)や、この群から選ばれる2種以上の金属元素を含む合金等が挙げられる。   As a forming material (constituent material) of the positive electrode current collector 1, for example, aluminum (Al), copper (Cu), titanium (Ti), zirconium (Zr), tantalum (Ta), niobium (Nb), iron (Fe) ), Cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn), chromium (Cr), silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), indium (In), gallium (Ga), gold (Au) ), Platinum (Pt), iridium (Ir), rhodium (Rh), palladium (Pd), ruthenium (Ru), silver (Ag), molybdenum (Mo), tungsten (W), and magnesium (Mg) And one or more metals selected from the group consisting of elemental metals, and alloys containing two or more metal elements selected from this group.

正極集電体1の形状は、特に限定されず、例えば、板状、箔状、網状等をなすものが挙げられる。また、正極集電体1の表面は、平滑なものであってもよく、凹凸が形成されていてもよい。   The shape of the positive electrode current collector 1 is not particularly limited, and examples thereof include a plate, a foil, and a net. Further, the surface of the positive electrode current collector 1 may be smooth or may have irregularities.

正極集電体1の厚さは、特に限定されないが、例えば、0.1μm以上200μm以下であることが好ましく、0.1μm以上50μm以下であることがより好ましい。正極集電体1の厚さをかかる範囲内(特に、より好ましい範囲内)に設定することで、前記上限値を超える場合と比較して、リチウム二次電池100の単位体積または単位重量当たりの電池容量密度を高くすることができる。また、前記下限値未満とすると、シート抵抗値が上昇し面方向の電気伝導が妨げられると同時に、機械構造的な強度が低下し、例えば後述する基板10との剥離工程で破断が生じるため、正極集電体1としての機能を発揮させることができなくなり、現実的ではない。   The thickness of the positive electrode current collector 1 is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more and 200 μm or less, and more preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less. By setting the thickness of the positive electrode current collector 1 in such a range (in particular, in a more preferable range), the unit volume or unit weight of the lithium secondary battery 100 is higher than in the case where the upper limit is exceeded. The battery capacity density can be increased. In addition, if it is less than the lower limit, the sheet resistance value is increased and the electric conduction in the surface direction is prevented, and at the same time the mechanical structural strength is reduced, for example, breakage occurs in the peeling process with the substrate 10 described later It is not realistic because the function as the positive electrode current collector 1 can not be exhibited.

正極活物質複合体5(活物質複合体)は、正極活物質部2を形成する正極活物質21(活物質)と、樹脂材料で構成されるバインダー(結着剤)22および導電性粒子23を含む樹脂部4とを有する複合体であり、正極集電体1と電解質層3との間で、これらの双方に接して設けられている。   The positive electrode active material composite 5 (active material composite) includes a positive electrode active material 21 (active material) forming the positive electrode active material portion 2, a binder (binding agent) 22 composed of a resin material, and conductive particles 23. And a resin part 4 containing the above, and is provided between the positive electrode current collector 1 and the electrolyte layer 3 in contact with both of them.

正極活物質部2は、正極活物質単結晶粒子から形成される正極活物質21(正極活物質単結晶粒子)を複数備え、正極集電体1の面方向に沿って配置され、また、厚さ方向に沿って正極集電体1と電解質層3との間で、正極活物質同士の結晶粒界がない状態でこれらの双方に接して設けられている。正極活物質部2を、かかる構成とすることで、正極活物質部2(正極活物質複合体5)の厚さ方向において、結晶粒界のない1つの正極活物質21内をリチウムイオンが移動(拡散)することとなる。その結果、結晶粒界によるリチウムイオン伝導の妨げがないため、リチウムイオンの移動(拡散)をより円滑に行うことができる。これにより、正極活物質21(正極活物質部2)におけるリチウムイオン伝導性をより向上させることができる。   The positive electrode active material portion 2 includes a plurality of positive electrode active materials 21 (positive electrode active material single crystal particles) formed of positive electrode active material single crystal particles, and is disposed along the surface direction of the positive electrode current collector 1. It is provided in contact with both the positive electrode current collector 1 and the electrolyte layer 3 along the longitudinal direction without crystal grain boundaries of the positive electrode active materials. By making the positive electrode active material part 2 into such a configuration, lithium ions move in one positive electrode active material 21 without grain boundaries in the thickness direction of the positive electrode active material part 2 (positive electrode active material composite 5). It will be (diffuse). As a result, lithium ions can be moved (diffused) more smoothly because there is no hindrance to lithium ion conduction due to grain boundaries. Thereby, lithium ion conductivity in the positive electrode active material 21 (positive electrode active material portion 2) can be further improved.

この正極活物質21は、単結晶で構成されていればよく、リチウム複合酸化物で構成される活物質を含む。なお、本明細書において「リチウム複合酸化物」とは、リチウムを必ず含み、かつ全体として2種以上の金属を含み構成される複合酸化物である。   The positive electrode active material 21 may be composed of a single crystal, and includes an active material composed of a lithium composite oxide. In the present specification, “lithium composite oxide” is a composite oxide that necessarily contains lithium and is composed of two or more metals as a whole.

このようなリチウム複合酸化物としては、例えば、LiCoO、LiNiO、LiMnO、Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O、LiFePO等が挙げられ、中でも、LiCoOが好ましく用いられる。これにより、正極活物質21を、単結晶構造を有する粒状の単結晶で確実に構成することができる。 Examples of such lithium composite oxides include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , Li (Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 ) O 2 , LiFePO 4 and the like, among which LiCoO 2 is preferred. Is preferably used. Thus, the positive electrode active material 21 can be reliably formed of granular single crystals having a single crystal structure.

また、これらのリチウム複合酸化物の結晶内の一部原子が他の遷移金属、典型金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属を含む第2族元素、ランタノイドを含む希土類元素、カルコゲン、ハロゲン等で置換されたリチウム化合物もリチウム複合酸化物に含むものとし、また複数のこれらリチウム複合酸化物からなる固溶体も、正極活物質21を構成する正極活物質として用いることができる。   In addition, some atoms in the crystals of these lithium composite oxides are substituted with other transition metals, typical metals, alkali metals, Group 2 elements including alkaline earth metals, rare earth elements including lanthanoids, chalcogens, halogens, etc. The lithium compound mentioned above is also included in the lithium composite oxide, and a solid solution composed of a plurality of these lithium composite oxides can also be used as a positive electrode active material constituting the positive electrode active material 21.

このようなリチウム複合酸化物を含むことで、正極活物質21は、正極活物質21と正極集電体1との間で電子の受け渡しを行い、正極活物質21と電解質層3との間でリチウム(イオン)の受け渡しを行い、活物質としての機能を発揮する。   By including such a lithium composite oxide, the positive electrode active material 21 transfers electrons between the positive electrode active material 21 and the positive electrode current collector 1, and between the positive electrode active material 21 and the electrolyte layer 3. Delivers lithium (ions) and exhibits the function as an active material.

正極活物質21の抵抗率は、1kΩcm以下であることが好ましい。正極活物質21がこのような抵抗率を有することにより、正極活物質複合体5を用いてリチウム電池を形成した際に、電池の内部抵抗が低くなり充分な出力が得られる。なお、抵抗率は、例えば、正極活物質部2の表面に電極として用いる銅箔を付着し、直流分極測定を行うことにより測定することができる。   The resistivity of the positive electrode active material 21 is preferably 1 kΩcm or less. When the positive electrode active material 21 has such a resistivity, when a lithium battery is formed using the positive electrode active material complex 5, the internal resistance of the battery is lowered and a sufficient output can be obtained. The resistivity can be measured, for example, by adhering a copper foil used as an electrode on the surface of the positive electrode active material portion 2 and performing DC polarization measurement.

正極活物質複合体5の厚さtは、電池動作の狙いとする最大CレートをC、正極活物質21内のリチウムイオン拡散係数をDとしたとき、下記関係式(1)により求められる大きさ程度に、もしくはそれ以下に設定されることが好ましく、具体的には、リチウムイオン拡散係数が1×10−9cmである正極活物質で、狙いとする最大Cレートが1Cであるならば好ましくは6μm程度(以下)、狙いとする最大Cレートが0.3Cであるならば好ましくは10μm程度(以下)、狙いとする最大Cレートが0.1Cであるならば好ましくは18μm程度(以下)、狙いとする最大Cレートが0.03Cであるならば好ましくは34μm程度(以下)に設定される。これにより、リチウム二次電池100を、目的とするCレートを確実に有するものとすることができる。
t 〜 √(3,600×D/(α×C)) ・・・ (1)
The thickness t of the positive electrode active material composite 5 is a size determined by the following relational expression (1), where C is the maximum C rate targeted by the battery operation and D is the lithium ion diffusion coefficient in the positive electrode active material 21. It is preferable to set to a small degree or less, and specifically, if the positive electrode active material having a lithium ion diffusion coefficient of 1 × 10 −9 cm 2 and the target maximum C rate is 1 C Is preferably about 6 μm (or less), preferably about 10 μm (or less) if the target maximum C rate is 0.3 C, and preferably about 18 μm (or less) if the target maximum C rate is 0.1 C. Or less), if the target maximum C rate is 0.03 C, it is preferably set to about 34 μm (or less). Thereby, the lithium secondary battery 100 can reliably have the target C rate.
t ~ ((3, 600 × D / (α × C)) · · · (1)

ここで、前記関係式(1)中、αは、いわゆる補正係数であり、好ましくは5〜15、より好ましくは10程度に設定される。なお、正極活物質複合体5の厚さが、前記関係式(1)により正極活物質のリチウムイオン拡散係数Dと狙いとするCレートとで決まる値以下の厚さであれば、狙いとするCレートよりもさらに高いCレートでの電池動作が期待できるが、単位体積当たりあるいは単位重量当たりの電池容量を高くするためにも、前記関係式(1)で決まる厚さ程度とすることが好ましい。また、正極活物質複合体5は、後述する研磨・薄片化の工程を経て形成されるため、機械的強度の観点から、正極活物質複合体5の厚さは1μm以上であることが好ましい。   Here, in the above relational expression (1), α is a so-called correction coefficient, and is preferably set to about 5 to 15, and more preferably about 10. In addition, if the thickness of the positive electrode active material composite 5 is a thickness equal to or less than the value determined by the lithium ion diffusion coefficient D of the positive electrode active material and the target C rate according to the above-mentioned relational expression (1), Although battery operation at C rate higher than C rate can be expected, it is preferable to set the thickness as determined by the above-mentioned relational expression (1) also in order to increase battery capacity per unit volume or unit weight. . Further, since the positive electrode active material composite 5 is formed through the polishing and thinning process described later, the thickness of the positive electrode active material composite 5 is preferably 1 μm or more from the viewpoint of mechanical strength.

バインダー(結着剤)22は、正極活物質部2を構成する正極活物質21の表面の少なくとも一部を被覆し、後述する、電池の製造方法において、隣接する正極活物質粒子27同士を連結して、正極活物質成形体26の形状を維持するとともに、正極活物質成形体26と正極集電体1とを接合する機能を有している。   The binder (binder) 22 covers at least a part of the surface of the positive electrode active material 21 constituting the positive electrode active material portion 2 and connects adjacent positive electrode active material particles 27 with each other in a method of manufacturing a battery described later. While maintaining the shape of the positive electrode active material molded body 26, it has a function of bonding the positive electrode active material molded body 26 and the positive electrode current collector 1.

このバインダー22は、正極活物質21同士を連結し得る機械的付着強度を有する樹脂材料であれば、特に限定されず、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニリデンヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVDF−HFP)、スチレンブタジエン共重合体(SBR)、カルボキシメチルセルロース(CMC)等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   The binder 22 is not particularly limited as long as it is a resin material having mechanical adhesive strength that can connect the positive electrode active materials 21 with one another. For example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene copolymer ( PVDF-HFP), a styrene butadiene copolymer (SBR), carboxymethylcellulose (CMC) etc. are mentioned, It can be used combining 1 type, or 2 or more types in these.

バインダー22の厚さは、特に限定されないが、例えば、0.1μm以上3μm以下であることが好ましく、0.2μm以上1.5μm以下であることがより好ましい。これにより、バインダー22としての機能を確実に発揮させることができる。   The thickness of the binder 22 is not particularly limited, but is preferably, for example, 0.1 μm or more and 3 μm or less, and more preferably 0.2 μm or more and 1.5 μm or less. Thereby, the function as the binder 22 can be reliably exhibited.

導電性粒子23は、正極活物質部2を構成する正極活物質21の表面に、付着するように配置され、正極活物質21の表面における電子伝導性を向上させることで、正極活物質21と正極集電体1との間で電子の受け渡しをより円滑に行う機能を有している。   The conductive particles 23 are disposed to be attached to the surface of the positive electrode active material 21 constituting the positive electrode active material portion 2, and improve the electron conductivity on the surface of the positive electrode active material 21. It has a function of more smoothly delivering electrons to and from the positive electrode current collector 1.

この導電性粒子23は、例えば、導電助剤を主材料として構成され、導電性粒子23の凝集体の形状は、球状、網目状、鱗片状、紡錘形状、繊維状、針状等、いかなる形状のものであってもよいが、導電性粒子23単独の形状としては、特に、球状であることが好ましい。これにより、正極活物質21の表面に、導電性粒子23を確実に付着させて、付着した導電性粒子23およびその凝集体を介して、正極活物質21の表面において電子を伝導させることができる。   The conductive particles 23 are, for example, mainly composed of a conductive auxiliary agent, and the shape of the aggregates of the conductive particles 23 is any shape such as spherical, mesh, scaly, spindle, fiber, needle, etc. The shape of the conductive particles 23 alone is particularly preferably spherical. Thereby, the conductive particles 23 can be reliably attached to the surface of the positive electrode active material 21, and electrons can be conducted on the surface of the positive electrode active material 21 through the attached conductive particles 23 and their aggregates. .

また、導電助剤としては、特に限定されず、例えば、カーボンブラックなどの非晶質炭素材料、グラフェン、カーボンナノチューブ、フラーレン等のナノカーボン材料、金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、ルテニウム(Ru)のような金属材料(貴金属材料)等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   The conductive aid is not particularly limited. For example, amorphous carbon materials such as carbon black, graphene, carbon nanotubes, nanocarbon materials such as fullerene, gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd) And metal materials (precious metal materials) such as rhodium (Rh), iridium (Ir), ruthenium (Ru), and the like, and one or more of them may be used in combination.

樹脂部4は、樹脂材料を含み、隣り合う正極活物質21が連結する正極活物質部2に形成される空隙(間隙)に樹脂材料が形成された(充填された)ものであり、正極活物質複合体5の形状を維持して、その安定化を図る機能を有している。   The resin portion 4 includes (is filled with) a resin material in a space (gap) formed in the positive electrode active material portion 2 to which the adjacent positive electrode active material 21 is connected. It has a function of maintaining the shape of the substance complex 5 and stabilizing it.

この樹脂部4は、正極活物質複合体5の形状を維持し得る強度を有する硬化性樹脂材料であれば、特に限定されないが、特に、エポキシ系樹脂、または、アクリル系樹脂が好ましく用いられる。エポキシ系樹脂、または、アクリル系樹脂を、正極活物質複合体5を構成する樹脂材料として用いることで、後述するリチウム二次電池の製造方法の工程[2A−3]において樹脂複合体40を形成する際に、優れた充填性をもって、正極活物質成形体26に形成された空隙内に樹脂材料を充填させることができる。   The resin portion 4 is not particularly limited as long as it is a curable resin material having a strength capable of maintaining the shape of the positive electrode active material composite 5, but in particular, an epoxy resin or an acrylic resin is preferably used. By using an epoxy resin or an acrylic resin as a resin material constituting the positive electrode active material complex 5, the resin composite 40 is formed in the step [2A-3] of the method of manufacturing a lithium secondary battery described later. At this time, the resin material can be filled in the voids formed in the positive electrode active material molded body 26 with excellent filling property.

なお、樹脂部4を構成する硬化性樹脂材料(エポキシ系樹脂)は、正極活物質部2に含まれる正極活物質材料や、電解質層3に含まれる固体電解質との接触に関して電気化学的に安定であり、リチウムイオン伝導に関して絶縁性であることが好ましい。具体的にはリチウムイオン伝導率(σLi)は、1×10−8S/cm以下であることが好ましく、1×10−18S/cm以上1×10−9S/cm以下であることがより好ましい。 The curable resin material (epoxy resin) constituting the resin portion 4 is electrochemically stable in contact with the positive electrode active material contained in the positive electrode active portion 2 and the solid electrolyte contained in the electrolyte layer 3 And preferably insulating with respect to lithium ion conduction. Specifically, the lithium ion conductivity (σLi) is preferably 1 × 10 −8 S / cm or less, and 1 × 10 −18 S / cm or more and 1 × 10 −9 S / cm or less More preferable.

また、樹脂部4は、その弾性率が正極活物質部2(正極活物質21)の弾性率と比較して、一桁以上小さく相対的に柔らかい。そのため、リチウム(イオン)の出入りに伴う正極活物質部2の体積変化に起因する、正極活物質複合体5における内部応力を低減させることができる。この場合、樹脂部4の弾性率は、具体的には、ヤング率(縦弾性率)が好ましくは15GPa以下、より好ましくは0.1GPa以上10GPa以下に設定され、または、剛性率(せん断弾性率)が好ましくは5GPa以下、より好ましくは0.03GPa以上3GPa以下に設定される。これにより、前記効果をより顕著に発揮させることができる。   In addition, the elastic modulus of the resin portion 4 is smaller by one digit or more and relatively soft as compared to the elastic modulus of the positive electrode active material portion 2 (positive electrode active material 21). Therefore, the internal stress in the positive electrode active material complex 5 resulting from the volume change of the positive electrode active material part 2 accompanying lithium in / out can be reduced. In this case, specifically, the elastic modulus of the resin portion 4 is set to a Young's modulus (longitudinal elastic modulus) of preferably 15 GPa or less, more preferably 0.1 GPa or more and 10 GPa or less, or a rigidity (shear modulus) Is preferably 5 GPa or less, more preferably 0.03 GPa or more and 3 GPa or less. Thereby, the said effect can be exhibited more notably.

以上のような構成をなしている正極活物質複合体5は、複数の正極活物質粒子27同士が連結する正極活物質成形体26に形成される空隙内に樹脂材料が充填され、後述の研磨・薄片化の工程を経ていることで、集電体および電解質層と平坦面にて接する。すなわち、正極活物質複合体5において、正極活物質複合体5の一面51および正極活物質複合体5の他面52が形成され、これら一面51および他面52がともに平坦面で構成される。その結果、一面51において接触する正極集電体1と、他面52において接触する電解質層3との双方に対して、正極活物質複合体5は、優れた接着性および密着度をもって接合されたものとなる。   In the positive electrode active material composite 5 having the above-described configuration, the resin material is filled in the voids formed in the positive electrode active material molded body 26 in which the plurality of positive electrode active material particles 27 are connected to each other, and polishing described later Contacting the current collector and the electrolyte layer on a flat surface through the step of thinning. That is, in the positive electrode active material composite 5, the one surface 51 of the positive electrode active material composite 5 and the other surface 52 of the positive electrode active material composite 5 are formed, and both the one surface 51 and the other surface 52 are flat. As a result, the positive electrode active material composite 5 is joined with excellent adhesion and adhesion to both the positive electrode current collector 1 in contact at the one surface 51 and the electrolyte layer 3 in contact at the other surface 52. It becomes a thing.

そして、このような正極活物質複合体5において、単結晶構造を有する粒状の活物質で構成される正極活物質21は、一面51および他面52の双方において露出している。これにより、正極活物質21が正極活物質複合体5の一面51から他面52までを正極活物質同士の結晶粒界なしに貫く形状となる。その結果、正極活物質21は、正極活物質複合体5の一面51において、正極集電体1と接触し、正極活物質複合体5の他面52において、電解質層3と接触する。そのため、正極活物質21(正極活物質部2)と電解質層3との間におけるリチウムイオンの受け渡し、および、正極活物質21(正極活物質部2)と正極集電体1との間における電子の受け渡しを円滑に行うことができる。これらと同時に、正極活物質複合体5において、厚さ方向に対して正極活物質同士の結晶粒界が存在しないため、かかる構成の正極活物質複合体5を備えるリチウム二次電池100を、優れたリチウムイオン伝導性を有するものとすることができる。   In such a positive electrode active material complex 5, the positive electrode active material 21 composed of a granular active material having a single crystal structure is exposed on both the first surface 51 and the other surface 52. As a result, the positive electrode active material 21 penetrates from one surface 51 to the other surface 52 of the positive electrode active material composite 5 without crystal grain boundaries of the positive electrode active materials. As a result, the positive electrode active material 21 is in contact with the positive electrode current collector 1 on the one surface 51 of the positive electrode active material composite 5 and in contact with the electrolyte layer 3 on the other surface 52 of the positive electrode active material composite 5. Therefore, delivery of lithium ions between the positive electrode active material 21 (positive electrode active material portion 2) and the electrolyte layer 3 and electrons between the positive electrode active material 21 (positive electrode active material portion 2) and the positive electrode current collector 1 Delivery can be done smoothly. At the same time, in the positive electrode active material complex 5, there is no crystal grain boundary between the positive electrode active materials in the thickness direction. Therefore, the lithium secondary battery 100 including the positive electrode active material complex 5 having such a configuration is excellent Can have lithium ion conductivity.

電解質層3は、リチウムイオン伝導性を有する固体の電解質材料を形成材料(構成材料)とし、正極活物質複合体5の負極部6と反対側に位置することで、正極活物質複合体5の他面52(他方の面)に接し、これにより、他面52で露出する樹脂部4と接するとともに正極活物質21(正極活物質部2)と接しており、さらに、電解質層3の正極活物質複合体5と反対側で負極部6と接している。この電解質層3は、充電時には、正極活物質部2からリチウムイオンを受け取り、その後、このリチウムイオンを、電解質層3内を伝導させた後に、負極部6に受け渡す機能を、放電時には、負極部6からリチウムイオンを受け取り、その後、このリチウムイオンを、電解質層3内を伝導させた後に、正極活物質部2に受け渡す機能を、有する。   The electrolyte layer 3 uses a solid electrolyte material having lithium ion conductivity as a forming material (constituent material), and is positioned on the opposite side of the negative electrode portion 6 of the positive electrode active material composite 5 to make the positive electrode active material composite 5 In contact with the other surface 52 (the other surface), and in contact with the resin portion 4 exposed on the other surface 52, and in contact with the positive electrode active material 21 (the positive electrode active material portion 2) It is in contact with the negative electrode portion 6 on the opposite side of the substance complex 5. The electrolyte layer 3 receives a lithium ion from the positive electrode active material portion 2 at the time of charge, and then conducts the lithium ion in the electrolyte layer 3 before passing it to the negative electrode portion 6 at the time of discharge. It has a function of receiving lithium ions from the portion 6 and then transferring the lithium ions to the positive electrode active material portion 2 after being conducted in the electrolyte layer 3.

この電解質材料としては、固体高分子電解質材料(SPE)および無機固体電解質材料のうちのいずれであってもよい。高分子固体電解質としては、例えば、リチウム塩が溶解されたポリエチレンオキサイド(PEO)系の固体高分子電解質が挙げられる。また、無機固体電解質材料としては、例えば、LIPON(Li(PO4−x))や、LBO(LiBO)、LCBO(Li2+x1−x)、LiCO3、LiLaZr12系、(Li,La)TiO系、LATP(Li1+xAlTi2−x(PO)系、LAGP(Li1+xAlGe2−x(PO)系、LISICON(Li2+2xZn1−xGeO)、その他オキソ酸塩リチウム等が挙げられる。さらに、これらの材料に適切な元素を添加した系のものも、無機固体電解質材料として用いることができる。 The electrolyte material may be either a solid polymer electrolyte material (SPE) or an inorganic solid electrolyte material. Examples of the solid polymer electrolyte include polyethylene oxide (PEO) -based solid polymer electrolytes in which a lithium salt is dissolved. Moreover, as an inorganic solid electrolyte material, for example, LIPON (Li 3 (PO 4-x N x )), LBO (Li 3 BO 3 ), LCBO (Li 2 + x C 1-x B x O 3 ), Li 2 CO 3 , Li 7 La 3 Zr 2 O 12 system, (Li, La) TiO 3 system, LATP (Li 1 + x Al x Ti 2-x (PO 4 ) 3 ) system, LAGP (Li 1 + x Al x Ge 2-x) (PO 4 ) 3 ) system, LISICON (Li 2 + 2 × Zn 1−x GeO 4 ), and other lithium oxoacid salts. Furthermore, the thing of the system which added the suitable element to these materials can also be used as an inorganic solid electrolyte material.

電解質層3のイオン伝導率(σLi)は、1×10−6S/cm以上であることが好ましく、1×10−5S/cm以上であることがより好ましく、さらに1×10−4S/cm以上であることがより好ましい。電解質層3がこのようなイオン伝導率を有することにより、正極活物質部2と、後述する負極活物質部61との間におけるリチウムイオンの移動が円滑に行われ、リチウム二次電池100の内部抵抗を下げることができ、高いCレートでの電池動作をより確実なものとすることができる。 The ion conductivity (σLi) of the electrolyte layer 3 is preferably 1 × 10 −6 S / cm or more, more preferably 1 × 10 −5 S / cm or more, and further preferably 1 × 10 −4 S It is more preferable that it is / cm or more. By the electrolyte layer 3 having such an ion conductivity, the movement of lithium ions between the positive electrode active material portion 2 and the negative electrode active material portion 61 described later is smoothly performed, and the inside of the lithium secondary battery 100 is obtained. Resistance can be reduced, and battery operation at high C-rate can be made more reliable.

なお、電解質層3のイオン伝導率は、例えば、電解質層3を構成する材料からなる薄板試料の両面に、電極として真空蒸着法によりリチウムを形成、あるいはリチウム箔を圧着し、交流インピーダンス法を実施することにより測定することができる。   The ion conductivity of the electrolyte layer 3 can be determined, for example, by forming lithium as an electrode on both sides of a thin plate sample made of the material constituting the electrolyte layer 3 by vacuum evaporation as a electrode, or compressing lithium foil and performing an alternating current impedance method. It can measure by doing.

電解質層3の厚さは、特に限定されないが、例えば、1μm以上50μm以下であることが好ましく、1μm以上10μm以下であることがより好ましく、1μm以上3μm以下であることがさらに好ましい。電解質層3の厚さをかかる範囲内に設定することにより、例えばリチウムイオン伝導率が1×10−5S/cmで厚さが10μm以下であれば、単位面積当たりの電解質層3の抵抗を100Ωcm以下に設定することができる。これにより、電解質層3を介した正極活物質部2からの負極部6への、および負極部6から正極活物質部2への、リチウムイオンの受け渡しをより円滑に行うことができる。なお、電解質層3は、後述のように研磨・薄片化の工程を経た正極活物質複合体5の上に形成されているため、正極活物質部2と負極部6との短絡を防ぐためにも、1μm以上の厚さを有していることが好ましい。 The thickness of the electrolyte layer 3 is not particularly limited, but is preferably, for example, 1 μm to 50 μm, more preferably 1 μm to 10 μm, and still more preferably 1 μm to 3 μm. By setting the thickness of the electrolyte layer 3 within such a range, for example, when the lithium ion conductivity is 1 × 10 −5 S / cm and the thickness is 10 μm or less, the resistance of the electrolyte layer 3 per unit area can be calculated. It can be set to 100 Ω cm 2 or less. Thereby, lithium ions can be more smoothly transferred from the positive electrode active material portion 2 to the negative electrode portion 6 via the electrolyte layer 3 and from the negative electrode portion 6 to the positive electrode active material portion 2. In addition, since the electrolyte layer 3 is formed on the positive electrode active material complex 5 which has been subjected to the polishing and thinning process as described later, it is possible to prevent a short circuit between the positive electrode active material portion 2 and the negative electrode portion 6. And preferably have a thickness of 1 μm or more.

負極部6(電極)は、電解質層3の正極活物質複合体5が有する他面52と接触する面と反対側の面において、電解質層3に接している。負極部6は、図1に示すように、負極活物質部61および負極集電体63を備える。この負極部6は、充電時には、電解質層3からリチウムイオンを受け取り、また、放電時には、電解質層3にリチウムイオンを渡す。   The negative electrode portion 6 (electrode) is in contact with the electrolyte layer 3 on the surface opposite to the surface in contact with the other surface 52 of the positive electrode active material composite 5 of the electrolyte layer 3. As shown in FIG. 1, the negative electrode portion 6 includes a negative electrode active material portion 61 and a negative electrode current collector 63. The negative electrode portion 6 receives lithium ions from the electrolyte layer 3 at the time of charge, and passes the lithium ions to the electrolyte layer 3 at the time of discharge.

負極活物質部61は、負極集電体63(負極集電極)に接して設けられ、負極集電体63の反対側で電解質層3に接している。   The negative electrode active material portion 61 is provided in contact with the negative electrode current collector 63 (negative electrode current collector), and is in contact with the electrolyte layer 3 on the opposite side of the negative electrode current collector 63.

負極活物質部61の形成材料(構成材料)としては、例えば、リチウム(Li)、リチウム合金系、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、窒化リチウム系(Li3−xN)、遷移金属酸化物または遷移金属複合酸化物、酸化スズまたはスズ複合酸化物、チタン酸リチウム(LiTi12)、グラファイトに代表される炭素系材料等が挙げられ、中でも、リチウム(Li)であることが好ましい。リチウム(金属リチウム)は、単位体積あるいは単位重量当たりの理論容量密度が高いことから、正極活物質部2の体積あるいは重量に対して少ない量の使用で済むため、リチウム二次電池100の容量密度の向上が図られ、負極活物質部61として好ましく用いられる。 As a forming material (constituent material) of the negative electrode active material portion 61, for example, lithium (Li), lithium alloy, silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), lithium nitride (Li 3-x M x N), transition metal oxides or transition metal complex oxides, tin oxides or tin complex oxides, lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ), carbon-based materials represented by graphite, etc. It is preferable that it is lithium (Li). Since lithium (metal lithium) has a high theoretical capacity density per unit volume or unit weight, the use of a small amount relative to the volume or weight of the positive electrode active material portion 2 is sufficient, so the capacity density of the lithium secondary battery 100 The negative electrode active material portion 61 is preferably used.

負極活物質部61の厚さは、特に限定されないが、例えば、1μm以上100μm以下であることが好ましく、2μm以上50μm以下であることがより好ましい。   The thickness of the negative electrode active material portion 61 is not particularly limited, but is preferably, for example, 1 μm or more and 100 μm or less, and more preferably 2 μm or more and 50 μm or less.

負極集電体63(負極集電極)は、負極活物質部61に接して設けられ、負極活物質部61の反対側で負極取出し電極8に接している。   The negative electrode current collector 63 (negative electrode collector electrode) is provided in contact with the negative electrode active material portion 61, and is in contact with the negative electrode extraction electrode 8 on the opposite side of the negative electrode active material portion 61.

負極集電体63の形成材料(構成材料)としては、例えば、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、金(Au)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、ルテニウム(Ru)、銀(Ag)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、およびマグネシウム(Mg)からなる群から選ばれる1種の金属(金属単体)や、この群から選ばれる2種以上の金属元素を含む合金等が挙げられる。   As a forming material (constituent material) of the negative electrode current collector 63, for example, copper (Cu), aluminum (Al), titanium (Ti), zirconium (Zr), tantalum (Ta), niobium (Nb), iron (Fe) ), Cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn), chromium (Cr), silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), indium (In), gallium (Ga), gold (Au) ), Platinum (Pt), iridium (Ir), rhodium (Rh), palladium (Pd), ruthenium (Ru), silver (Ag), molybdenum (Mo), tungsten (W), and magnesium (Mg) And one or more metals selected from the group consisting of elemental metals, and alloys containing two or more metal elements selected from this group.

正極取出し電極7および負極取出し電極8は、それぞれ、正極集電体1および負極部6に、正極活物質複合体5および電解質層3と反対側で、接して設けられ、それぞれの集電体から電流を外部へ取り出す電極として機能する。   The positive electrode extraction electrode 7 and the negative electrode extraction electrode 8 are provided on the positive electrode current collector 1 and the negative electrode portion 6 on the opposite side to the positive electrode active material composite 5 and the electrolyte layer 3 respectively, from the respective current collectors It functions as an electrode for extracting current to the outside.

正極取出し電極7および負極取出し電極8の形成材料(構成材料)としては、例えば、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ステンレス鋼、鉄(Fe)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、コバルト(Co)、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)、スズ(Sn)、金(Au)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、ルテニウム(Ru)、銀(Ag)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)からなる群から選ばれる1種の金属(金属単体)や、この群から選ばれる2種以上の金属元素を含む合金、この群から選ばれる2種類以上の金属元素からなる積層材、或いはこの群から選ばれる卑金属または貴金属がメッキ処理された鋼材等、が挙げられる。   Examples of materials (constituting materials) for forming the positive electrode extraction electrode 7 and the negative electrode extraction electrode 8 include nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), stainless steel, iron (Fe), titanium (Ti), and zirconium. (Zr), tantalum (Ta), niobium (Nb), cobalt (Co), zinc (Zn), chromium (Cr), tin (Sn), gold (Au), platinum (Pt), iridium (Ir), rhodium (A single metal) selected from the group consisting of (Rh), palladium (Pd), ruthenium (Ru), silver (Ag), molybdenum (Mo), tungsten (W), and 2 selected from this group An alloy containing at least a kind of metal element, a laminated material made of two or more kinds of metal elements selected from this group, or a steel material plated with a base metal or a noble metal selected from this group, etc. It is.

正極取出し電極7および負極取出し電極8の厚さは、特に限定されないが、例えば、0.01mm以上1mm以下であることが好ましく、0.01mm以上0.5mm以下であることがより好ましい。   The thickness of the positive electrode extraction electrode 7 and the negative electrode extraction electrode 8 is not particularly limited, but is preferably, for example, 0.01 mm or more and 1 mm or less, and more preferably 0.01 mm or more and 0.5 mm or less.

かかる構成をなす第1実施形態のリチウム二次電池100は、以下に示す製造方法(本発明の電池の製造方法)により製造することができる。   The lithium secondary battery 100 of the first embodiment having such a configuration can be manufactured by the following manufacturing method (method of manufacturing the battery of the present invention).

(リチウム二次電池の製造方法)
図2は、図1に示すリチウム二次電池を製造する製造方法(本発明の電池の製造方法)を工程順に示すフローチャート、図3〜図12は、図1に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。
(Method of manufacturing lithium secondary battery)
FIG. 2 is a flow chart showing in order of steps the method of manufacturing the lithium secondary battery shown in FIG. 1 (the method of manufacturing the battery of the present invention), and FIGS. 3 to 12 show the method of manufacturing the lithium secondary battery shown in FIG. It is a figure for demonstrating.

なお、以下に示すリチウム二次電池100を製造するための各製造工程は、水分含有量が低く設定されたドライルーム内(例えば、露点が−40℃以下)や、ドライエアーの雰囲気下またはアルゴンのような不活性ガスの雰囲気下のグローブボックス内(例えば、露点が−80℃以下)で実施することが好ましい。   In addition, each manufacturing process for manufacturing the lithium secondary battery 100 described below is in a dry room (for example, a dew point of −40 ° C. or less) in which the moisture content is set low, under an atmosphere of dry air, or argon It is preferable to carry out in the glove box (For example, dew point is -80 degrees C or less) under atmosphere of inert gas like these.

[1A]まず、基板10を用意し、その後、この基板10上に、正極集電体1(集電極)を形成する(ステップS1A)。   [1A] First, the substrate 10 is prepared, and then the positive electrode current collector 1 (collector electrode) is formed on the substrate 10 (step S1A).

[1A−1]まず、基板10を用意する(図3参照)。
基板10は、この基板10上に形成(積層)される正極集電体1、さらには、次工程[2A]で形成される正極活物質複合体5を支持するものである。
[1A-1] First, the substrate 10 is prepared (see FIG. 3).
The substrate 10 supports the positive electrode current collector 1 formed (laminated) on the substrate 10 and the positive electrode active material composite 5 formed in the next step [2A].

基板10の構成材料としては、正極集電体1および正極活物質複合体5を支持し得る機械的強度を基板10に付与し得るものであれば、特に限定されず、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラスのような無機ガラス材料、またはアルミナ(Al)、ジルコニア(ZrO)、マグネシア(MgO)、ムライトのような無機セラミックス材料、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリプロピレン(PP)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)のような樹脂材料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 The constituent material of the substrate 10 is not particularly limited as long as it can impart mechanical strength capable of supporting the positive electrode current collector 1 and the positive electrode active material composite 5 to the substrate 10, for example, quartz glass, no Inorganic glass materials such as alkali glass, soda lime glass, borosilicate glass, or inorganic ceramic materials such as alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), magnesia (MgO), mullite, polyethylene terephthalate (PET) , Resin materials such as polyethylene naphthalate (PEN), polypropylene (PP), cycloolefin polymer (COP), polyimide (PI), polyether sulfone (PES), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), etc. And one or more of these In combination it can be used.

このような基板10の平均厚さは、特に限定されないが、硬く機械的強度が高い無機ガラス材料や無機セラミックス材料であれば、0.1mm以上5mm以下程度であるのが好ましく、0.2mm以上3mm以下程度であるのがより好ましい。無機ガラスや無機セラミックス材料より柔らかい樹脂材料であれば、0.2mm以上10mm以下程度であるのが好ましく、0.5mm以上5mm以下程度であるのがより好ましい。なお、後述するように、基板10は、正極活物質成形体26を支持し、研磨・薄片化の工程により正極活物質複合体を得るための基板であるため、前述の関係式(1)で示される正極活物質複合体5の最終厚さtに対し、その10分の1以下の平坦性(表面粗さ)を有していることが好ましい。   The average thickness of such a substrate 10 is not particularly limited, but in the case of an inorganic glass material or inorganic ceramic material which is hard and has high mechanical strength, it is preferably about 0.1 mm or more and 5 mm or less, 0.2 mm or more More preferably, it is about 3 mm or less. If it is a resin material softer than inorganic glass or inorganic ceramic material, it is preferable that it is about 0.2 mm or more and 10 mm or less, and more preferably about 0.5 mm or more and 5 mm or less. As described later, since the substrate 10 is a substrate for supporting the positive electrode active material molded body 26 and obtaining a positive electrode active material complex by the polishing and thinning steps, the relationship formula (1) is used. It is preferable to have flatness (surface roughness) of 1/10 or less of the final thickness t of the positive electrode active material composite 5 shown.

[1A−2]次いで、基板10上に、剥離層(図示せず)が介在した状態で、正極集電体1を形成する(図4参照)。   [1A-2] Next, the positive electrode current collector 1 is formed on the substrate 10 in a state in which a peeling layer (not shown) is interposed (see FIG. 4).

この正極集電体1の形成は、例えば、剥離層を形成するための液状材料を、基板10上に供給した後に、板状、箔状、網状等をなす正極集電体1を配置した後、液状材料を乾燥させることにより行うことができる。   For example, after the liquid material for forming the peeling layer is supplied onto the substrate 10, the positive electrode current collector 1 is formed after the plate-like, foil-like, net-like, etc. positive electrode current collector 1 is disposed. And by drying the liquid material.

また、この剥離層は、エネルギー線の照射により硬化すること、溶剤の接触(含浸)により溶解すること、または、加熱により発泡することで粘着力が低下する剥離層(図示せず)が形成されていることが好ましい。これにより、後工程[3A]において、剥離層に対する、エネルギー線の照射、溶剤の接触(含浸)または加熱により、正極集電体1と正極活物質複合体5との積層体を基板10から容易に剥離させることができる。   In addition, the release layer is cured by irradiation with energy rays, dissolved by contact (impregnation) with a solvent, or foamed by heating to form a release layer (not shown) whose adhesive strength is reduced. Is preferred. Thereby, in the post-process [3A], the laminate of the positive electrode current collector 1 and the positive electrode active material complex 5 is easily obtained from the substrate 10 by irradiation of energy rays, contact (impregnation) of solvent with heating to the peeling layer Can be peeled off.

なお、正極集電体1の基板10上への形成の後に、正極集電体1の基板10と反対側の面には洗浄処理が施されていることが好ましい。   After the formation of the positive electrode current collector 1 on the substrate 10, it is preferable that the surface of the positive electrode current collector 1 opposite to the substrate 10 be subjected to a cleaning treatment.

また、この洗浄処理としては、有機溶媒による液体洗浄処理およびドライ洗浄処理のいずれであってもよいが、例えば、液体洗浄処理を施した後、UVオゾン処理または大気圧プラズマ処理等のドライ洗浄処理を施す組み合わせ処理が好ましく用いられる。   The cleaning process may be either a liquid cleaning process using an organic solvent or a dry cleaning process, but for example, after being subjected to the liquid cleaning process, a dry cleaning process such as UV ozone treatment or atmospheric pressure plasma treatment A combined treatment to apply is preferably used.

ここで、正極集電体1の厚さは、前述の通り、好ましくは0.1μm以上200μm以下でより好ましくは1μm以上50μm以下に設定される。特に、より好ましい範囲である1μm以上50μm以下の厚さで、支持体として機能する基板10が無い正極集電体1単独の状態では、次工程[2A]における正極活物質複合体5の形成に耐え得るだけの機械的強度を付与することができず、次工程[2A]において、正極集電体1に破断が生じると言う問題が生じる。そのため、次工程[2A]に先立って、本工程[1A]において、支持基板として機能する基板10上に正極集電体1を形成することで、たとえ正極集電体1の厚さが1μm以上50μm以下のように薄く設定されたとしても、次工程[2A]において、破断を生じさせることなく正極集電体1を確実に形成することができる。   Here, as described above, the thickness of the positive electrode current collector 1 is preferably 0.1 μm to 200 μm, and more preferably 1 μm to 50 μm. In particular, in the state of the positive electrode current collector 1 alone without the substrate 10 functioning as a support having a thickness of 1 μm to 50 μm, which is a more preferable range, for forming the positive electrode active material composite 5 in the next step [2A]. It is not possible to impart mechanical strength sufficient to endure, and in the next step [2A], there arises a problem that the positive electrode current collector 1 is broken. Therefore, prior to the next step [2A], in the present step [1A], the positive electrode current collector 1 is formed on the substrate 10 functioning as a support substrate, so that the thickness of the positive electrode current collector 1 is 1 μm or more. Even if the thickness is set to 50 μm or less, the positive electrode current collector 1 can be reliably formed in the next step [2A] without causing breakage.

なお、正極集電体1の厚さが50μm超(例えば、50μm超200μm以下)に設定されている場合には、正極集電体1自体に次工程[2A]に耐え得るだけの機械的強度を付与することができる。そのため、本工程[1A]における基板10上に対する正極集電体1の形成、および、後工程[3A]における、基板10からの正極集電体1と正極活物質複合体5との積層体の剥離を省略することもできる。   When the thickness of the positive electrode current collector 1 is set to more than 50 μm (for example, more than 50 μm and 200 μm or less), the mechanical strength of the positive electrode current collector 1 itself can only withstand the next step [2A]. Can be granted. Therefore, the formation of the positive electrode current collector 1 on the substrate 10 in this step [1A], and the laminate of the positive electrode current collector 1 and the positive electrode active material composite 5 from the substrate 10 in the post step [3A] Peeling can also be omitted.

[2A]次に、正極集電体1上に、正極活物質複合体5(正極活物質合材層)を形成する(ステップS2A)。   [2A] Next, the positive electrode active material composite 5 (positive electrode active material mixture layer) is formed on the positive electrode current collector 1 (step S2A).

[2A−1]まず、正極集電体1上に、正極活物質粒子27と、バインダー(結着剤)、導電性粒子23と、溶媒とを含むスラリー25を供給する(図5参照)。   [2A-1] First, a slurry 25 containing positive electrode active material particles 27, a binder (binding agent), conductive particles 23, and a solvent is supplied onto the positive electrode current collector 1 (see FIG. 5).

この際、正極集電体1上のスラリー25において、正極集電体1の面方向に、複数の正極活物質粒子27が格子状(マトリックス状)に、その厚さ方向において互いに重なることなく、並べて配列されるように、スラリー25を供給する。   At this time, in the slurry 25 on the positive electrode current collector 1, the plurality of positive electrode active material particles 27 do not overlap each other in the thickness direction in a lattice shape (matrix shape) in the surface direction of the positive electrode current collector 1. Slurry 25 is supplied to be arranged side by side.

溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトニトリル、あるいはメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールのようなアルコール系溶媒、あるいはメチルエチルケトン(MEK)、ジエチルケトン、メチルイソプロピルケトン(MIPrK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、アセチルアセトン、シクロヘキサノンのようなケトン系溶媒、あるいはエチルメチルカーボネート(EMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート(PC)などのカーボネート溶媒等の有機溶媒が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   As the solvent, for example, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO), acetonitrile, or alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, Or methyl ethyl ketone (MEK), diethyl ketone, methyl isopropyl ketone (MIPrK), methyl isobutyl ketone (MIBK), ketone solvents such as acetylacetone, cyclohexanone, or ethyl methyl carbonate (EMC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate ( Organic solvents such as carbonate solvents such as PC) and the like can be mentioned, and one or two or more of them can be used in combination.

また、単結晶で構成される正極活物質21は、例えば、公知のフラックス法等の結晶成長法を用いて製造し得る他、特開2017−91665号公報等に記載の方法によっても製造することができる。   Further, the positive electrode active material 21 composed of a single crystal can be manufactured, for example, by a crystal growth method such as a known flux method, and also manufactured by a method described in JP-A-2017-91665 or the like. Can.

なお、単結晶で構成される正極活物質21の平均粒径(サイズφ)は、後工程[2A−4]において、研磨・薄片化されることで正極活物質複合体5が形成されることを考慮して、前述の関係式(1)で示された最終的に形成される正極活物質複合体5の厚さtに対して、2倍程度の大きさ、すなわち、下記関係式(2)を満足することが好ましい。具体的には、例えば正極活物質のリチウムイオン拡散係数が1×10−9cm/sであり、狙いとする最大Cレートが1Cであるならば12μm程度、狙いとする最大Cレートが0.3Cであるならば21μm程度、狙いとする最大Cレートが0.1Cであるならば37μm程度、狙いとする最大Cレートが0.03Cであるならば69μm程度が好ましい。これにより、研磨・薄片化することで、目的とする(最終)厚さtを有する正極活物質複合体5を確実に形成することができる。
φ 〜 2×√(3,600×D/(α×C)) ・・・ (2)
The average particle diameter (size φ) of the positive electrode active material 21 composed of single crystals is that the positive electrode active material composite 5 is formed by polishing and thinning in a later step [2A-4]. In consideration of the above, the size about twice as large as the thickness t of the finally formed positive electrode active material composite 5 represented by the aforementioned relational expression (1), that is, the following relational expression (2 It is preferable to satisfy Specifically, for example, if the lithium ion diffusion coefficient of the positive electrode active material is 1 × 10 −9 cm 2 / s, and the target maximum C rate is 1 C, the target maximum C rate is approximately 12 μm, 0 If it is 3C, about 21 μm, if the target maximum C rate is 0.1 C, about 37 μm, if the target maximum C rate is 0.03 C, about 69 μm is preferable. Thus, by polishing and thinning, the positive electrode active material composite 5 having the target (final) thickness t can be reliably formed.
φ ~ 2 × √ (3, 600 × D / (α × C)) · · · (2)

なお、使用する正極活物質21は、前記サイズになるようにふるい等を用いて分級され、半価幅の狭い粒度分布を有していることが好ましい。   The positive electrode active material 21 to be used is preferably classified by using a sieve or the like so as to have the above-mentioned size, and preferably has a narrow particle size distribution with a half width.

また、このスラリー25の正極集電体1上への供給は、供給されたスラリー25(塗工膜)の厚さが正極活物質粒子27の粒径(サイズφ)とほぼ等しくなるように行うことが好ましい。これにより、次工程[2A−2]において形成される正極活物質成形体26が、正極集電体1の面方向に、複数の正極活物質粒子27が格子状(マトリックス状)に並べて配列されたもの、すなわち、正極活物質成形体26を構成する複数の正極活物質粒子27が、厚さ方向において積み重なることなく、単層(一層)の状態で配列(散りばめ)されたものとできる。   Further, the supply of the slurry 25 onto the positive electrode current collector 1 is performed so that the thickness of the supplied slurry 25 (coated film) becomes substantially equal to the particle size (size φ) of the positive electrode active material particles 27. Is preferred. Thereby, the positive electrode active material molded body 26 formed in the next step [2A-2] is arranged by arranging a plurality of positive electrode active material particles 27 in a lattice shape (matrix shape) in the surface direction of the positive electrode current collector 1 That is, the plurality of positive electrode active material particles 27 constituting the positive electrode active material molded body 26 can be arranged (dispersed) in a single layer (one layer) state without stacking in the thickness direction.

なお、正極活物質粒子27と、バインダー、導電性粒子23とは、これらの重量比が好ましくは80:10:10〜98:1:1、より好ましくは90:5:5程度になるようにスラリー25を調製することが好ましい。   The weight ratio of the positive electrode active material particles 27 to the binder and the conductive particles 23 is preferably 80:10:10 to 98: 1: 1, more preferably about 90: 5: 5. It is preferable to prepare the slurry 25.

[2A−2]次いで、供給されたスラリー25を乾燥させることで、正極集電体1上に正極活物質成形体26を形成する(図6参照)。   [2A-2] Next, the supplied slurry 25 is dried to form the positive electrode active material molded body 26 on the positive electrode current collector 1 (see FIG. 6).

スラリー25の乾燥により、スラリー25中に含まれる溶媒が脱溶媒される。その結果、バインダー22が、正極活物質粒子27の表面の少なくとも一部を被覆し、これにより、隣接する正極活物質粒子27同士、および正極活物質粒子27と正極集電体1とが連結される。これにより、複数の正極活物質粒子27が、厚さ方向において積み重なることなく、単層をなして配列された構成をなす正極活物質成形体26が正極集電体1に接触した状態で形成される。   Drying of the slurry 25 desolvates the solvent contained in the slurry 25. As a result, the binder 22 covers at least a part of the surface of the positive electrode active material particles 27, whereby adjacent positive electrode active material particles 27 and the positive electrode active material particles 27 and the positive electrode current collector 1 are connected. Ru. Thereby, the plurality of positive electrode active material particles 27 are formed in a state in which the positive electrode active material molded body 26 having a configuration in which the plurality of positive electrode active material particles 27 are arranged in a single layer without being stacked Ru.

また、この正極活物質成形体26の形成の際に、正極活物質粒子27の表面に、導電性粒子23が付着するように形成される。   In addition, at the time of forming the positive electrode active material molded body 26, the conductive particles 23 are formed to be attached to the surface of the positive electrode active material particles 27.

このスラリー25の乾燥は、例えば、乾燥空気または減圧雰囲気下のホットプレート上またはオーブン内において、120℃程度の加熱温度により、1時間以上、好ましくは24時間以上加熱することにより実施される。   The drying of the slurry 25 is carried out, for example, by heating it for about 1 hour or more, preferably 24 hours or more, at a heating temperature of about 120 ° C. on a hot plate under a dry air or a reduced pressure atmosphere or in an oven.

[2A−3]次いで、正極活物質成形体26において、正極活物質粒子27同士の間に形成された空隙に、硬化性樹脂材料が充填された硬化性樹脂材料からなる樹脂成形体41を形成し、正極活物質成形体26と樹脂成形体41とを含む樹脂複合体40を形成する(図7参照)。   [2A-3] Next, in the positive electrode active material molded body 26, a resin molded body 41 made of a curable resin material in which a curable resin material is filled in the gaps formed between the positive electrode active material particles 27 is formed. Then, a resin composite 40 including the positive electrode active material molded body 26 and the resin molded body 41 is formed (see FIG. 7).

なお、この際、樹脂複合体40を、複数の正極活物質粒子27が単層をなして配列された構成をなす正極活物質成形体26の上面が露出することなく、図7に示すように、樹脂成形体41により、正極活物質成形体26の全体が被覆されるように形成する。   In this case, as shown in FIG. 7, the resin composite 40 is shown without exposing the upper surface of the positive electrode active material molded body 26 having a configuration in which a plurality of positive electrode active material particles 27 are arranged in a single layer. The resin molded body 41 is formed to cover the whole of the positive electrode active material molded body 26.

この樹脂成形体41を形成する樹脂材料としては、電子デバイスやセラミックス・金属素材、または岩石・鉱物等の微細構造観察用の試料作りの際に使用される、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂(特に、エポキシ系樹脂)などのの埋込樹脂材料が好ましく使用される。これは、前記埋込樹脂材料は、この埋込樹脂材料の前駆体溶液を、正極活物質粒子27同士の間に形成された空隙に含浸させた際に、真空含浸などの手法により隅々まで前駆体溶液を行き渡らせることができ、そのため、重合・硬化後、空隙を残存させることなく埋込み、樹脂材料を充填させることができることによる。   As a resin material for forming the resin molded body 41, an epoxy resin or an acrylic resin (in particular, an electronic device, a ceramic / metal material, or a rock / mineral sample or the like used in sample preparation for microstructure observation) Embedded resin materials such as epoxy resin) are preferably used. This is because, when the embedded resin material is impregnated with the precursor solution of the embedded resin material in the space formed between the positive electrode active material particles 27, the embedded resin material is completely removed by a method such as vacuum impregnation. The precursor solution can be distributed, so that after polymerization and curing, it can be embedded without leaving voids and filled with the resin material.

そのため、以下では、エポキシ系樹脂で構成される樹脂複合体40を形成する場合を一例に説明する。   Therefore, below, the case where the resin complex 40 comprised with an epoxy resin is formed is demonstrated to an example.

まず、UVオゾン処理または大気圧プラズマ処理等のドライ洗浄処理を正極活物質成形体26に施すことにより、正極活物質粒子27の表面、および、正極活物質粒子27同士の間に形成された空隙から露出する正極集電体1の表面を洗浄する。   First, dry cleaning treatment such as UV ozone treatment or atmospheric pressure plasma treatment is applied to the positive electrode active material molded body 26 to form a gap formed on the surface of the positive electrode active material particles 27 and between the positive electrode active material particles 27. The surface of the positive electrode current collector 1 exposed from the surface is cleaned.

次いで、ビスフェノールA・エピクロルヒドリンと、オキシレンモノアルキルオキシ誘導体とからなる樹脂原材料に、硬化剤としてのトリエチレンテトラミンを混合することで、正極活物質成形体26が備える空隙を埋めるためのエポキシ樹脂前駆体溶液を調製する。そして、このエポキシ樹脂前駆体溶液を正極活物質成形体26に供給することにより、正極活物質成形体26が備える空隙をエポキシ樹脂前駆体溶液で充填させる。次いで、室温にて1時間以上、好ましくは24時間以上、エポキシ樹脂前駆体溶液を硬化させることで、樹脂複合体40を形成する。なお、これらの工程は、減圧雰囲気中で行うことが好ましい。これにより、形成される樹脂複合体40内部における気泡の発生を的確に抑制または防止することができ、正極活物質粒子27間に空隙を残存させることなく樹脂材料を隅々まで充填させることができる。
以上のような工程を経ることで、樹脂複合体40が形成される。
Next, an epoxy resin precursor for filling the voids provided in the positive electrode active material molded body 26 by mixing triethylenetetramine as a curing agent into a resin raw material consisting of bisphenol A · epichlorohydrin and an oxylene monoalkyloxy derivative. Prepare body solution. Then, by supplying the epoxy resin precursor solution to the positive electrode active material molded body 26, the voids provided in the positive electrode active material molded body 26 are filled with the epoxy resin precursor solution. Then, the resin composite 40 is formed by curing the epoxy resin precursor solution at room temperature for 1 hour or more, preferably 24 hours or more. Note that these steps are preferably performed in a reduced pressure atmosphere. Thereby, the generation of air bubbles inside the resin composite 40 to be formed can be accurately suppressed or prevented, and the resin material can be filled up to every corner without leaving a void between the positive electrode active material particles 27. .
The resin complex 40 is formed through the above steps.

なお、この樹脂複合体40の形成の際に、正極活物質成形体26において、正極活物質粒子27同士の間に形成された空隙に、樹脂材料が充填された状態で、樹脂成形体41が形成される。これにより、正極集電体1に接触して形成される一面51は、平坦面で構成され、この一面51において、正極集電体1は、正極活物質成形体26と樹脂成形体41との双方に接触する。   In the formation of the resin composite 40, the resin molded body 41 is filled with the resin material in the space formed between the positive electrode active material particles 27 in the positive electrode active material molded body 26. It is formed. Thereby, the one surface 51 formed in contact with the positive electrode current collector 1 is constituted by a flat surface, and on this one surface 51, the positive electrode current collector 1 comprises the positive electrode active material molded body 26 and the resin molded body 41. Contact both sides.

また、正極集電体1に対して、正極活物質部2と樹脂部4とを上述したような方法を用いて順次形成することから、一面51において、正極活物質部2と樹脂部4との双方が優れた接着性および密着度をもって形成される。   Further, since the positive electrode active material portion 2 and the resin portion 4 are sequentially formed on the positive electrode current collector 1 using the method described above, the positive electrode active material portion 2 and the resin portion 4 are formed on the surface 51. Both are formed with excellent adhesion and adhesion.

[2A−4]次いで、正極活物質粒子27同士の間を充填・被覆する樹脂成形体41の上面を、研削・研磨することにより、樹脂複合体40から正極活物質成形体26(正極活物質粒子27)の上面を露出させる(図8参照)。   [2A-4] Then, grinding and polishing the upper surface of the resin molded body 41 for filling and covering between the positive electrode active material particles 27 with each other from the resin complex 40 to the positive electrode active material molded body 26 (positive electrode active material The top surface of the particle 27) is exposed (see FIG. 8).

これにより、正極集電体1上に、樹脂複合体40から正極活物質成形体26の上面が露出し、その結果、正極活物質部2を構成する複数の正極活物質21が均一な高さに揃えられた状態で、正極集電体1から正極活物質複合体5の上面(最表面)である他面52にまで1つの正極活物質21が貫通し、さらに、正極活物質21同士の間に形成された空隙に樹脂材料が充填された構成をなす正極活物質複合体5が形成される。なお、この際、正極活物質複合体5の他面52(他方の面)は、平坦面で構成され、さらに、その表面には、研削・研磨加工の痕跡である擦過痕(研削・研磨痕)が残される。   Thereby, the upper surface of the positive electrode active material molded body 26 is exposed from the resin composite 40 on the positive electrode current collector 1, and as a result, the plurality of positive electrode active materials 21 constituting the positive electrode active material portion 2 have uniform heights. In the aligned state, one positive electrode active material 21 penetrates from the positive electrode current collector 1 to the other surface 52 which is the upper surface (uppermost surface) of the positive electrode active material complex 5, and The positive electrode active material composite 5 having a configuration in which the resin material is filled in the void formed between the two is formed. At this time, the other surface 52 (the other surface) of the positive electrode active material composite 5 is formed as a flat surface, and further on the surface, a scratch mark (grinding mark and polishing mark) which is a trace of grinding and polishing ) Is left.

ここで、本工程では、樹脂複合体40(樹脂成形体41)の上面の研削・研磨(研磨・薄片化)を、樹脂複合体40の厚さが、正極活物質粒子27の平均粒径の2分の1程度以下となるまで実施する。これにより、樹脂部4から正極活物質成形体26の上面を確実に露出させた、正極活物質部2(正極活物質21)および樹脂部4を含む正極活物質複合体5を得ることができる。この際、正極活物質21同士の間に形成された空隙内に樹脂材料が充填されて、樹脂複合体40の機械的強度の安定化が図られているため、樹脂複合体40の研削・研磨を容易に実施することができる。また、正極活物質粒子27の平均粒径以下となるまで研削・研磨を実施するため、各正極活物質粒子27の高さの均一化を図ることができる。   Here, in the present step, grinding and polishing (polishing and thinning) of the upper surface of the resin composite 40 (the resin molded body 41) are performed, and the thickness of the resin composite 40 is the average particle diameter of the positive electrode active material particles 27. Implement until it becomes about half or less. Thereby, positive electrode active material composite 5 including positive electrode active material portion 2 (positive electrode active material 21) and resin portion 4 in which the upper surface of positive electrode active material molded body 26 is reliably exposed from resin portion 4 can be obtained. . Under the present circumstances, since the resin material is filled in the space | gap formed between positive electrode active material 21 comrades and stabilization of the mechanical strength of the resin composite 40 is achieved, grinding and grinding | polishing of the resin composite 40 are carried out. Can be easily implemented. Further, since grinding and polishing are performed until the average particle diameter of the positive electrode active material particles 27 is equal to or less than that, the heights of the respective positive electrode active material particles 27 can be made uniform.

具体的には、研削・研磨による正極活物質複合体5の最終厚さtは、研削前の正極活物質粒子27の平均粒径φ、すなわち研削前の正極活物質成形体26の厚さに対して、好ましくは20%以上80%以下、より好ましくは40%以上60%以下、さらに好ましくは50%程度に設定される。ここで、前述の通り、正極活物質粒子27の平均粒径φは、前記関係式(2)を満足するものとなっている。したがって、研削・研磨による正極活物質複合体5の最終厚さtを前記範囲内に設定することにより、この正極活物質複合体5の最終厚さtを、前記関係式(1)を満足するものとし得るため、得られるリチウム二次電池100を、目的とするCレートを確実に有するものとできる。   Specifically, the final thickness t of the positive electrode active material composite 5 by grinding / polishing is the average particle diameter φ of the positive electrode active material particles 27 before grinding, that is, the thickness of the positive electrode active material molded body 26 before grinding. On the other hand, it is preferably set to 20% or more and 80% or less, more preferably 40% or more and 60% or less, and further preferably about 50%. Here, as described above, the average particle diameter φ of the positive electrode active material particles 27 satisfies the relational expression (2). Therefore, by setting the final thickness t of the positive electrode active material composite 5 by grinding and polishing within the above range, the final thickness t of the positive electrode active material composite 5 satisfies the relation (1). Since the obtained lithium secondary battery 100 can reliably have the target C rate.

また、樹脂複合体40の上面を研削・研磨(研磨・薄片化)する方法としては、特に限定されないが、湿式研磨法および乾式研磨法のうち、乾式研磨法であることが好ましい。乾式研磨法であれば、SiC微粉末やAl微粉末等の研磨砥粒がポリマーフィルムに埋め込まれた研磨フィルムシートが用いられ、前記研磨砥粒を水や有機溶剤等の液体に分散させた研磨剤スラリーを用いることなく研磨を行い得ることから、正極活物質複合体5の変質、とりわけ正極活物質への化学的なダメージを的確に防止することができる。 The method for grinding and polishing (polishing and thinning) the upper surface of the resin composite 40 is not particularly limited, but the wet polishing method and the dry polishing method are preferably the dry polishing method. In the case of the dry polishing method, an abrasive film sheet in which abrasive grains such as SiC fine powder and Al 2 O 3 fine powder are embedded in a polymer film is used, and the abrasive grains are dispersed in a liquid such as water or an organic solvent Since the polishing can be performed without using the polishing slurry thus made, it is possible to properly prevent the deterioration of the positive electrode active material composite 5, particularly the chemical damage to the positive electrode active material.

さらに、乾式研磨法を用いる場合、研磨する環境は、雰囲気中の水分含有量が極めて低いドライルームや、あるいはドライエアーやアルゴン等の不活性ガスで満たされたグローブボックス内で行うことが好ましい。この場合、先ずは粗い目を有する研磨フィルムシートを用いて樹脂複合体40を研磨する。そして、徐々に目の細かい研磨フィルムシートに替えて行きながら、正極活物質複合体5の他面52を出来る限り鏡面に仕上げる。次いで、ドライエアブローあるは不活性ガスブローで、他面52に残存する表面パーティクル(研磨カス)を除去する。なお、このブローで表面パーティクルを十分に除去できない場合は、有機溶媒で超音波洗浄した後、前記ブローで溶剤を飛ばし、その後、オーブンあるいはホットプレート上にて乾燥するようにしても良い。さらに、最終研磨の鏡面処理段階では、イオンミリング等の真空ドライエッチングプロセスにより研磨処理を行っても良い。   Further, in the case of using the dry polishing method, it is preferable to perform the polishing environment in a dry room with extremely low moisture content in the atmosphere or in a glove box filled with an inert gas such as dry air or argon. In this case, first, the resin composite 40 is polished using an abrasive film sheet having a coarse grain. Then, while gradually changing to fine-grained abrasive film sheets, the other surface 52 of the positive electrode active material complex 5 is finished as a mirror surface as possible. Then, surface particles (abrasive debris) remaining on the other surface 52 are removed by dry air blowing or inert gas blowing. If surface particles can not be sufficiently removed by this blow, ultrasonic cleaning may be performed with an organic solvent, the solvent may be removed by the blow, and then drying may be performed on an oven or a hot plate. Furthermore, in the mirror surface treatment step of the final polishing, the polishing treatment may be performed by a vacuum dry etching process such as ion milling.

以上の工程[2A−1]〜[2A−4]により、正極集電体1(集電極)に接する、単結晶構造を有する粒状の正極活物質粒子27(活物質粒子)を複数配置して正極活物質成形体26(活物質成形体)を形成した後に、隣り合う正極活物質粒子27の間隙に樹脂材料を充填することで樹脂複合体40を形成し、その後、樹脂複合体40から正極活物質粒子27が露出するように研磨することで正極活物質複合体5(活物質複合体)を得る工程が構成され、かかる工程を経ることで、正極集電体1上に、正極活物質複合体5が形成される。   According to the above steps [2A-1] to [2A-4], a plurality of granular positive electrode active material particles 27 (active material particles) having a single crystal structure and in contact with the positive electrode current collector 1 (collector electrode) After forming the positive electrode active material molded body 26 (active material molded body), the resin material is filled in the gap between adjacent positive electrode active material particles 27 to form the resin composite 40, and then, from the resin composite 40 to the positive electrode. A step of obtaining the positive electrode active material complex 5 (active material complex) is configured by polishing so that the active material particles 27 are exposed, and the positive electrode active material can be formed on the positive electrode current collector 1 through such steps. Complex 5 is formed.

[3A]次に、図9に示すように、正極集電体1から基板10を剥離させる(ステップS3A)。   [3A] Next, as shown in FIG. 9, the substrate 10 is peeled off from the positive electrode current collector 1 (step S3A).

この正極集電体1からの基板10の剥離は、正極集電体1との基板10間に形成されている剥離層(図示せず)の種類に応じて、基板10側から紫外線のようなエネルギー線を剥離層に照射すること、基板10と正極集電体1との間から剥離層に溶剤を接触(含浸)させること、または、基板10側から剥離層を加熱することのうちのいずれかを選択することにより実施される。   Peeling of the substrate 10 from the positive electrode current collector 1 may be like ultraviolet light from the substrate 10 side according to the type of peeling layer (not shown) formed between the positive electrode current collector 1 and the substrate 10. Irradiating the release layer with an energy beam, bringing the solvent into contact (impregnation) with the release layer from between the substrate 10 and the positive electrode current collector 1, or heating the release layer from the substrate 10 side It is carried out by selecting

なお、本実施形態では、正極集電体1からの基板10の剥離を、前記工程[2A]で説明した正極活物質複合体5の形成の後に実施することとしたが、かかる場合に限定されず、例えば、次工程[4A]で説明する電解質層3の形成の後、または、次工程[5A]で説明する負極部6の形成の後に実施するようにしてもよい。   In the present embodiment, the peeling of the substrate 10 from the positive electrode current collector 1 is performed after the formation of the positive electrode active material complex 5 described in the above step [2A], but the present invention is limited thereto. Instead, for example, it may be performed after the formation of the electrolyte layer 3 described in the next step [4A] or after the formation of the negative electrode portion 6 described in the next step [5A].

[4A]次に、図10に示すように、正極活物質複合体5上に、正極活物質複合体5で露出した正極活物質21に接するように電解質層3を形成する(ステップS4A)。   [4A] Next, as shown in FIG. 10, the electrolyte layer 3 is formed on the positive electrode active material complex 5 so as to be in contact with the positive electrode active material 21 exposed by the positive electrode active material complex 5 (step S4A).

電解質層3を、固体高分子電解質材料(SPE)を含む構成とする場合には、この電解質層3は、例えば、LiTFSI(Li(CFSON)、Li(Li(FSON)、LiCSO、LiTFS(LiCFSO)、LiPF、LiBF、LiClO等をはじめとするリチウム塩を溶解させた前駆体を調製し、その後、この前駆体を正極活物質複合体5上に堆積させた後に、紫外線または熱等により前駆体を重合・硬化させることにより得ることができる。また、かかる方法の他、予め別体として作製したフィルム状をなす固体高分子電解質材料で構成される電解質層3を、正極活物質複合体5上に機械的に圧着する方法によっても、電解質層3を形成することができる。 When the electrolyte layer 3 is configured to include a solid polymer electrolyte material (SPE), the electrolyte layer 3 may be, for example, LiTFSI (Li (CF 3 SO 2 ) 2 N), Li (Li (FSO 2 )) 2 N), LiC 4 F 9 SO 3 , LiTFS (LiCF 3 SO 3 ), LiPF 6 , LiBF 6 , LiClO 4 and the like are used to prepare a precursor in which a lithium salt is dissolved, and then this precursor is After depositing on the positive electrode active material composite 5, it can be obtained by polymerizing and curing the precursor with ultraviolet light or heat. In addition to the above method, the electrolyte layer may also be formed by mechanically pressing the electrolyte layer 3 composed of a solid polymer electrolyte material in the form of a film separately prepared as a separate body onto the positive electrode active material composite 5. 3 can be formed.

また、電解質層3を、無機固体電解質材料を含む構成とする場合には、スパッタ法を用いることにより、比較的容易に電解質層3を形成することができる。   When the electrolyte layer 3 includes the inorganic solid electrolyte material, the electrolyte layer 3 can be relatively easily formed by using the sputtering method.

なお、電解質層3の形成に先立って、正極活物質複合体5の他面52に逆スパッタ処理を行うことが好ましい。これにより、前記工程[2A]において、研削・研磨することで形成される他面52の表面に残存するダメージ層を除去することができる。そのため、他面52における電解質層3と正極活物質部2(正極活物質21)との間のリチウムイオンの受け渡しをより円滑に行うことができる。   Preferably, the other surface 52 of the positive electrode active material complex 5 is reverse sputtered prior to the formation of the electrolyte layer 3. Thereby, in the step [2A], the damaged layer remaining on the surface of the other surface 52 formed by grinding and polishing can be removed. Therefore, lithium ions can be more smoothly delivered between the electrolyte layer 3 and the positive electrode active material portion 2 (positive electrode active material 21) on the other surface 52.

以上のようにして、平坦面で構成される他面52に対して電解質層3が形成されることから、他面52において、電解質層3が正極活物質複合体5に対して優れた密着度をもって形成される。   As described above, since the electrolyte layer 3 is formed on the other surface 52 formed of the flat surface, the degree of adhesion of the electrolyte layer 3 to the positive electrode active material complex 5 on the other surface 52 is excellent. It is formed with

[5A]次に、図11に示すように、電解質層3上に、電解質層3と接する負極部6を形成する(ステップS5A)。   [5A] Next, as shown in FIG. 11, the negative electrode portion 6 in contact with the electrolyte layer 3 is formed on the electrolyte layer 3 (step S5A).

この負極部6の形成は、負極活物質部61を形成し、その後、負極集電体63を形成することにより行われる。   The formation of the negative electrode portion 6 is performed by forming the negative electrode active material portion 61 and then forming the negative electrode current collector 63.

この負極活物質部61は、例えば、構成材料としてリチウム(金属リチウム)を用いることができる。この場合は、真空蒸着法により電解質層3上に負極活物質部61を形成することが好ましい。また、リチウム(金属リチウム)箔を電解質層3に機械的に圧着する方法も用いることができる。   For example, lithium (metallic lithium) can be used as the constituent material of the negative electrode active material portion 61. In this case, the negative electrode active material portion 61 is preferably formed on the electrolyte layer 3 by vacuum evaporation. Alternatively, a method of mechanically pressing a lithium (metallic lithium) foil to the electrolyte layer 3 can also be used.

なお、金属リチウムは極めて活性な金属であり、水分のみならず窒素とも反応する。このため、本工程[5A]を含む以降の工程は、アルゴン等の希ガスで満たされ、且つ、水分含有量の低い環境下、例えばグローブボックス内などで行うことが好ましい。   Lithium metal is a very active metal and reacts not only with water but also with nitrogen. Therefore, the subsequent steps including the present step [5A] are preferably performed in an environment filled with a rare gas such as argon and having a low water content, for example, in a glove box.

次いで、負極活物質部61上に、負極集電体63を形成する(図11参照)。
負極集電体63を構成する材料としては銅(Cu)が好適に用いられる。負極集電体63は、例えば、真空蒸着法やスパッタ法のような物理的気相成膜法を用いることができる他、板状、箔状、網状等をなす負極集電体63を、負極活物質部61に対して機械的に圧着するようにしてもよい。
Next, the negative electrode current collector 63 is formed on the negative electrode active material portion 61 (see FIG. 11).
Copper (Cu) is suitably used as a material of which the negative electrode current collector 63 is made. The negative electrode current collector 63 can use, for example, physical vapor deposition such as vacuum evaporation or sputtering, and can use a plate-like, foil-like, net-like, etc. negative electrode current collector 63 as a negative electrode. The active material portion 61 may be mechanically pressure-bonded.

[6A]次に、図12に示すように、正極集電体1および負極部6に、それぞれ正極取出し電極7および負極取出し電極8を形成する(ステップS6A)。   [6A] Next, as shown in FIG. 12, the positive electrode extraction electrode 7 and the negative electrode extraction electrode 8 are formed on the positive electrode current collector 1 and the negative electrode portion 6, respectively (Step S6A).

これら正極取出し電極7および負極取出し電極8の形成は、例えば、前述した金属や、合金等で構成される金属板(電極板)または金属箔を用意し、これを、正極集電体1および負極部6に、それぞれ接合することで実施することができる。また、かかる方法の他、前記金属板または前記金属箔を、正極集電体1および負極部6に、それぞれ配置した積層体とした状態で、この積層体をアルミニウムとPETのような高分子フィルムとの多層構造からなるアルミニウム多層フィルムで封止する方法とすることもできる。   For forming the positive electrode extraction electrode 7 and the negative electrode extraction electrode 8, for example, a metal plate (electrode plate) or a metal foil made of the above-described metal, alloy or the like is prepared. It can implement by joining to the part 6, respectively. In addition to this method, in a state in which the metal plate or the metal foil is a laminate disposed on each of the positive electrode current collector 1 and the negative electrode portion 6, the laminate is a polymer film such as aluminum and PET. It can also be a method of sealing with an aluminum multilayer film consisting of a multilayer structure of

以上のような工程[1A]〜[6A]を経ることで、優れたリチウムイオン伝導性を有する、本実施形態のリチウム二次電池100が製造される。   Through the steps [1A] to [6A] as described above, the lithium secondary battery 100 of the present embodiment having excellent lithium ion conductivity is manufactured.

<<第2実施形態>>
次に、リチウム二次電池100の第2実施形態について説明する。
図13は、リチウム二次電池の第2実施形態を示す縦断面図である。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the lithium secondary battery 100 will be described.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the lithium secondary battery.

以下、第2実施形態のリチウム二次電池100について、前記第1実施形態のリチウム二次電池100との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the lithium secondary battery 100 of the second embodiment will be described focusing on differences from the lithium secondary battery 100 of the first embodiment, and the description of the same matters will be omitted.

図13に示すリチウム二次電池100は、リチウム二次電池100が備える正極活物質複合体5の構成が異なること以外は、図1に示すリチウム二次電池100と同様である。   The lithium secondary battery 100 shown in FIG. 13 is the same as the lithium secondary battery 100 shown in FIG. 1 except that the configuration of the positive electrode active material complex 5 included in the lithium secondary battery 100 is different.

すなわち、第2実施形態のリチウム二次電池100において、正極活物質複合体5は、第1実施形態のリチウム二次電池100と同様に、正極集電体1から正極活物質複合体5の上面(最表面)である他面52にまで1つの正極活物質21が貫通し、正極活物質21同士の間に形成された空隙に樹脂材料が充填された構成をなす。しかしながら、第1実施形態のリチウム二次電池100とは異なり、正極活物質複合体5の他面52ではなく、一面51(一方の面)に、研削・研磨加工の痕跡である擦過痕(研削・研磨痕)が残されている。このような第2実施形態のリチウム二次電池100によっても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。   That is, in the lithium secondary battery 100 of the second embodiment, the positive electrode active material complex 5 is the same as the lithium secondary battery 100 of the first embodiment, from the positive electrode current collector 1 to the upper surface of the positive electrode active material complex 5 One positive electrode active material 21 penetrates to the other surface 52 which is the (uppermost surface), and the space formed between the positive electrode active materials 21 is filled with a resin material. However, unlike the lithium secondary battery 100 according to the first embodiment, abrasion marks (grinding and grinding marks) are not on the other surface 52 of the positive electrode active material composite 5 but on the surface 51 (one surface).・ Polishing marks are left. Also by the lithium secondary battery 100 of the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

かかる構成をなす第2実施形態のリチウム二次電池100は、以下に示す製造方法(本発明の電池の製造方法)により製造することができる。   The lithium secondary battery 100 of the second embodiment having such a configuration can be manufactured by the following manufacturing method (the manufacturing method of the battery of the present invention).

(リチウム二次電池の製造方法)
図14は、図13に示すリチウム二次電池を製造する製造方法(本発明の電池の製造方法)を工程順に示すフローチャート、図15〜図24は、図13に示すリチウム二次電池の製造方法を説明するための図である。
(Method of manufacturing lithium secondary battery)
FIG. 14 is a flowchart showing in order of steps the method of manufacturing the lithium secondary battery shown in FIG. 13 (the method of manufacturing the battery of the present invention), and FIGS. 15 to 24 are methods of manufacturing the lithium secondary battery shown in FIG. It is a figure for demonstrating.

[1B]まず、基板10を用意し(図15参照)、その後、この基板10上に、図16に示すように、電解質層3を形成する(ステップS1B)。   [1B] First, the substrate 10 is prepared (see FIG. 15), and then the electrolyte layer 3 is formed on the substrate 10 as shown in FIG. 16 (step S1B).

基板10としては、前記工程[1A−1]で説明したのと同様のものが用いられ、そして、この基板10上に、前記工程[4A]で説明したのと同様の方法を用いることで、電解質層3が形成される。   As the substrate 10, the same one as described in the step [1A-1] is used, and by using the same method as the one described in the step [4A] on the substrate 10, The electrolyte layer 3 is formed.

ここで、電解質層3の厚さは、前述の通り、好ましくは1μm以上50μm以下でより好ましくは1μm以上10μm以下に設定される。特に、より好ましい範囲である1μm以上10μm以下の厚さでは、電解質層3に、次工程[2B]における正極活物質複合体5の形成に耐え得るだけの機械的強度を付与することができず、次工程[2B]において、電解質層3に破断が生じると言う問題が生じる。そのため、次工程[2B]に先立って、本工程[1B]において、支持基板として機能する基板10上に電解質層3を形成することで、たとえ電解質層3の厚さが1μm以上10μm以下のように薄く設定されたとしても、次工程[2B]において、破断を生じさせることなく電解質層3を確実に形成することができる。   Here, as described above, the thickness of the electrolyte layer 3 is preferably set in the range of 1 μm to 50 μm, and more preferably in the range of 1 μm to 10 μm. In particular, at a thickness of 1 μm to 10 μm, which is a more preferable range, the electrolyte layer 3 can not be provided with mechanical strength sufficient to withstand formation of the positive electrode active material composite 5 in the next step [2B]. In the next step [2B], there arises a problem that the electrolyte layer 3 is broken. Therefore, prior to the next step [2B], in the present step [1B], the electrolyte layer 3 is formed on the substrate 10 functioning as a supporting substrate, so that the thickness of the electrolyte layer 3 is 1 μm to 10 μm. Even if the thickness is set to be thin, the electrolyte layer 3 can be reliably formed in the next step [2B] without causing breakage.

なお、電解質層3の厚さが100μm超に設定されている場合には、電解質層3自体に次工程[2B]に耐え得るだけの機械的強度を付与することができる。そのため、本工程[1B]における基板10上に対する電解質層3の形成、および、後工程[4B]における、基板10からの電解質層3と正極活物質複合体5との積層体の剥離を省略することもできる。   When the thickness of the electrolyte layer 3 is set to more than 100 μm, mechanical strength sufficient to withstand the next process [2B] can be given to the electrolyte layer 3 itself. Therefore, the formation of the electrolyte layer 3 on the substrate 10 in the present step [1B] and the peeling of the laminate of the electrolyte layer 3 and the positive electrode active material complex 5 from the substrate 10 in the subsequent step [4B] are omitted. It can also be done.

なお、本工程[1B]における基板10上に対する電解質層3の形成を省略する場合、電解質層3としては、固体高分子電解質材料で構成される固体電解質フィルムが好ましく用いられる。   When the formation of the electrolyte layer 3 on the substrate 10 in the present step [1B] is omitted, a solid electrolyte film composed of a solid polymer electrolyte material is preferably used as the electrolyte layer 3.

[2B]次に、電解質層3上に、正極活物質複合体5を形成する(ステップS2B)。
[2B−1]まず、前記工程[2A−1]で説明したのと同様の方法を用いて、電解質層3上に、正極活物質粒子27と、バインダー(結着剤)、導電性粒子23と、溶媒とを含むスラリー25を供給する(図17参照)。
[2B] Next, the positive electrode active material complex 5 is formed on the electrolyte layer 3 (step S2B).
[2B-1] First, the positive electrode active material particles 27, the binder (binding agent), and the conductive particles 23 are formed on the electrolyte layer 3 using the same method as that described in the step [2A-1]. And a solvent containing a slurry 25 (see FIG. 17).

[2B−2]次いで、前記工程[2A−2]で説明したのと同様にして、供給されたスラリー25を乾燥させることで、電解質層3上に正極活物質成形体26を形成する(図18参照)。   [2B-2] Next, the positive electrode active material molded body 26 is formed on the electrolyte layer 3 by drying the supplied slurry 25 in the same manner as described in the step [2A-2]. 18).

[2B−3]次いで、前記工程[2A−3]で説明したのと同様にして、正極活物質成形体26において、正極活物質粒子27同士の間に形成された空隙に、硬化性樹脂材料が充填された硬化性樹脂材料からなる樹脂成形体41を形成し、正極活物質成形体26と樹脂成形体41とを含む樹脂複合体40を形成する(図19参照)。   [2B-3] Next, in the positive electrode active material molded body 26, in the same manner as described in the step [2A-3], in the voids formed between the positive electrode active material particles 27, a curable resin material A resin molded body 41 made of a curable resin material filled with is formed, and a resin composite 40 including the positive electrode active material molded body 26 and the resin molded body 41 is formed (see FIG. 19).

[2B−4]次いで、前記工程[2A−4]で説明したのと同様にして、正極活物質成形体26を充填・被覆する樹脂材料の上面を、研削・研磨することにより、樹脂複合体40から正極活物質成形体26の上面を露出させる(図20参照)。   [2B-4] Then, in the same manner as described in the step [2A-4], a resin composite is obtained by grinding and polishing the upper surface of the resin material filling and covering the positive electrode active material molded body 26. The upper surface of the positive electrode active material compact 26 is exposed from 40 (see FIG. 20).

これにより、電解質層3上に、樹脂複合体40から正極活物質成形体26の上面が露出し、その結果、電解質層3から正極活物質複合体5の一面51にまで1つの正極活物質21が貫通し、正極活物質21同士の間に形成された空隙に樹脂材料が充填された構成をなす正極活物質複合体5が形成される。したがって、本実施形態では、形成される正極活物質複合体5の一面51(一方の面)に、研削・研磨加工の痕跡である擦過痕(研削・研磨痕)が残されることとなる。   Thereby, the upper surface of the positive electrode active material molded body 26 is exposed from the resin composite 40 on the electrolyte layer 3, and as a result, one positive electrode active material 21 extends from the electrolyte layer 3 to one surface 51 of the positive electrode active material composite 5. Thus, the positive electrode active material composite 5 having a configuration in which the resin material is filled in the gaps formed between the positive electrode active materials 21 is formed. Therefore, in the present embodiment, a scratch mark (grinding / polishing mark) which is a trace of grinding / polishing processing is left on one surface 51 (one surface) of the positive electrode active material composite 5 to be formed.

以上の工程[2B−1]〜[2B−4]により、電解質層3に接する、単結晶構造を有する粒状の正極活物質粒子27(活物質粒子)を複数配置して正極活物質成形体26(活物質成形体)を形成した後に、隣り合う正極活物質粒子27の間隙に樹脂材料を充填することで樹脂複合体40を形成し、その後、樹脂複合体40から正極活物質粒子27が露出するように研磨することで正極活物質複合体5(活物質複合体)を得る工程が構成され、かかる工程を経ることで、電解質層3上に、正極活物質複合体5が形成される。   According to the above steps [2B-1] to [2B-4], a plurality of granular positive electrode active material particles 27 (active material particles) having a single crystal structure and in contact with the electrolyte layer 3 are arranged to form a positive electrode active material molded body 26 After forming (the active material molded body), the resin material is filled in the gaps between the adjacent positive electrode active material particles 27 to form the resin composite 40, and thereafter, the positive electrode active material particles 27 are exposed from the resin composite 40 A step of obtaining the positive electrode active material complex 5 (active material complex) is configured by polishing as described above, and the positive electrode active material complex 5 is formed on the electrolyte layer 3 through the steps.

[3B]次に、正極活物質複合体5上に、図21に示すように、正極活物質複合体5で露出した正極活物質21に接するように正極集電体1(集電極)を形成する(ステップS3B)。   [3B] Next, as shown in FIG. 21, the positive electrode current collector 1 (collector electrode) is formed on the positive electrode active material complex 5 so as to be in contact with the positive electrode active material 21 exposed by the positive electrode active material complex 5 (Step S3B).

この正極活物質複合体5上への正極集電体1の形成は、例えば、真空蒸着法やスパッタ法のような物理的気相成膜法を用いて実施することができる他、板状、箔状、網状等をなす正極集電体1を予め用意し、その後、電子導電性ペーストを介して正極活物質複合体5と正極集電体1とを接合してもよいし、正極活物質複合体5に対して正極集電体1を機械的に圧着するようにしてもよい。   The formation of the positive electrode current collector 1 on the positive electrode active material complex 5 can be carried out using, for example, a physical vapor deposition method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method, or a plate, A positive electrode current collector 1 in the form of a foil, a net or the like may be prepared in advance, and then the positive electrode active material composite 5 and the positive electrode current collector 1 may be joined via an electroconductive paste. The positive electrode current collector 1 may be mechanically pressure-bonded to the composite 5.

[4B]次に、図22に示すように、電解質層3から基板10を剥離させる(ステップS4B)。   [4B] Next, as shown in FIG. 22, the substrate 10 is peeled off from the electrolyte layer 3 (step S4B).

この基板10の電解質層3からの剥離は、前記工程[3A]で説明したのと同様の方法を用いて行うことができる。   The peeling of the substrate 10 from the electrolyte layer 3 can be performed using the same method as described in the step [3A].

なお、本実施形態では、電解質層3からの基板10の剥離を、前記工程[3B]で説明した正極集電体1の形成の後に実施することとしたが、かかる場合に限定されず、例えば、前記工程[2B]で説明した正極活物質複合体5の形成の後に実施するようにしてもよい。   In the present embodiment, the peeling of the substrate 10 from the electrolyte layer 3 is performed after the formation of the positive electrode current collector 1 described in the step [3B], but the present invention is not limited thereto. It may be carried out after the formation of the positive electrode active material complex 5 described in the step [2B].

[5B]次に、図23に示すように、電解質層3上に、負極部6を形成する(ステップS5B)。   [5B] Next, as shown in FIG. 23, the negative electrode portion 6 is formed on the electrolyte layer 3 (step S5B).

この電解質層3上への負極部6の形成は、前記工程[5A]で説明したのと同様の方法を用いて行うことができる。   The formation of the negative electrode portion 6 on the electrolyte layer 3 can be performed using the same method as that described in the step [5A].

[6B]次に、図24に示すように、正極集電体1および負極部6に、それぞれ正極取出し電極7および負極取出し電極8を形成する(ステップS6B)。   [6B] Next, as shown in FIG. 24, the positive electrode extraction electrode 7 and the negative electrode extraction electrode 8 are formed on the positive electrode current collector 1 and the negative electrode portion 6, respectively (Step S6B).

これら正極集電体1への正極取出し電極7の形成、および、負極部6への負極取出し電極8の形成は、前記工程[6A]で説明したのと同様の方法を用いて行うことができる。   The formation of the positive electrode extraction electrode 7 on the positive electrode current collector 1 and the formation of the negative electrode extraction electrode 8 on the negative electrode portion 6 can be performed using the same method as that described in the step [6A]. .

以上のような工程[1B]〜[6B]を経ることで、優れたリチウムイオン伝導性を有する、本実施形態のリチウム二次電池100が製造される。   Through the steps [1B] to [6B] as described above, the lithium secondary battery 100 of the present embodiment having excellent lithium ion conductivity is manufactured.

<電子機器>
次に、本実施形態の電子機器について、ウェアラブル機器を例に挙げて説明する。図25は本実施形態の電子機器としてのウェアラブル機器の構成を示す斜視図である。
<Electronic equipment>
Next, the electronic device of the present embodiment will be described by using a wearable device as an example. FIG. 25 is a perspective view showing a configuration of a wearable device as an electronic device of the present embodiment.

図25に示すように、本実施形態の電子機器としてのウェアラブル機器300は、人体の例えば手首WRに腕時計のように装着され、人体に係る情報を入手可能な情報機器であって、バンド301と、センサー302と、表示部303と、処理部304と、電池305とを備えている。   As shown in FIG. 25, a wearable device 300 as an electronic device according to the present embodiment is an information device which is mounted like a wristwatch on, for example, a wrist WR of a human body and can obtain information related to the human body. , A sensor unit 302, a display unit 303, a processing unit 304, and a battery 305.

バンド301は、装着時に手首WRに密着するように、可撓性の例えばゴムなどの樹脂が用いられた帯状であって、帯の端部に結合位置を調整可能な結合部を有している。   The band 301 is a belt made of a flexible resin such as rubber, for example, so as to be in close contact with the wrist WR at the time of wearing, and has a joint capable of adjusting the joint position at the end of the band. .

センサー302は、例えば光学式センサーであって、装着時に手首WRに触れるよう、バンド301の内面側(手首WR側)に配置されている。   The sensor 302 is, for example, an optical sensor, and is disposed on the inner surface side (wrist WR side) of the band 301 so as to touch the wrist WR when worn.

表示部303は、例えば受光型の液晶表示装置であって、表示部303に表示された情報を装着者が読み取れるように、バンド301の外面側(センサー302が取り付けられた内面と反対側)に配置されている。   The display unit 303 is, for example, a light receiving type liquid crystal display device, and is provided on the outer surface side of the band 301 (opposite to the inner surface to which the sensor 302 is attached) so that the wearer can read the information displayed on the display unit 303. It is arranged.

処理部304は、例えば集積回路(IC)であって、バンド301に内蔵され、センサー302や表示部303に電気的に接続されている。処理部304は、センサー302からの出力に基づいて、脈拍や血糖値などを計測するための演算処理を行う。また、計測結果などを表示するように表示部303を制御する。   The processing unit 304 is, for example, an integrated circuit (IC), is incorporated in the band 301, and is electrically connected to the sensor 302 and the display unit 303. The processing unit 304 performs arithmetic processing for measuring a pulse, a blood glucose level, and the like based on the output from the sensor 302. Further, the display unit 303 is controlled to display a measurement result and the like.

電池305は、センサー302、表示部303、処理部304などへ電力を供給する電力供給源として、バンド301に対して脱着可能な状態で内蔵されている。   The battery 305 is incorporated as a power supply source for supplying power to the sensor 302, the display unit 303, the processing unit 304, and the like in a detachable state with respect to the band 301.

この電池305として、上記第1実施形態および第2実施形態で説明したリチウム二次電池100が用いられている。このリチウム二次電池100が、優れたリチウムイオン伝導性を有するので、リチウム二次電池100を電池305として備えるウェアラブル機器300は、信頼性に優れる。また、リチウム二次電池100は、固体型の二次電池であるため、充電によって繰り返し使用が可能であると共に、電解液などが漏れる心配がないので長期に亘って安心して使用可能なウェアラブル機器300を提供できる。   As the battery 305, the lithium secondary battery 100 described in the first embodiment and the second embodiment is used. Since the lithium secondary battery 100 has excellent lithium ion conductivity, the wearable device 300 including the lithium secondary battery 100 as the battery 305 is excellent in reliability. In addition, since lithium secondary battery 100 is a solid secondary battery, it can be used repeatedly by charging, and there is no risk of leakage of an electrolyte or the like, so wearable device 300 can be used safely for a long period of time Can provide

また、本実施形態のウェアラブル機器300によれば、センサー302によって、手首WRから装着者の脈拍や血糖値に係る情報などを電気的に検出し、処理部304での演算処理などを経て、表示部303に脈拍や血糖値などを表示することができる。表示部303には計測結果だけでなく、例えば計測結果から予測される人体の状況を示す情報や時刻なども表示することができる。   Further, according to the wearable device 300 of the present embodiment, the sensor 302 electrically detects the information related to the pulse and blood sugar level of the wearer from the wrist WR, etc. The pulse and blood sugar level can be displayed on the portion 303. Not only the measurement result but also, for example, information indicating the condition of the human body predicted from the measurement result and time can be displayed on the display unit 303.

本実施形態では、腕時計型のウェアラブル機器300を例示したが、ウェアラブル機器300は、例えば、足首、頭、耳、腰などに装着されるものであってもよい。   Although the wristwatch-type wearable device 300 is illustrated in the present embodiment, the wearable device 300 may be attached to, for example, an ankle, a head, an ear, a waist or the like.

また、電力供給源としてのリチウム二次電池100が適用される電子機器は、ウェアラブル機器300に限定されない。例えば、ヘッドマウントディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ、携帯電話機、携帯情報端末、ノート型パソコン、デジタルカメラ、ビデオカメラ、音楽プレイヤー、ワイヤレスヘッドホン、ゲーム機などが挙げられる。また、このようなコンシューマー(一般消費者向け)な機器に限らず、産業用途の機器にも適用可能である。また、本発明の電子機器は、例えば、データ通信機能、ゲーム機能、録音再生機能、辞書機能などの他の機能を有していてもよい。   Further, the electronic device to which the lithium secondary battery 100 as a power supply source is applied is not limited to the wearable device 300. For example, a head mounted display, a head up display, a mobile telephone, a personal digital assistant, a notebook computer, a digital camera, a video camera, a music player, a wireless headphone, a game machine, etc. are mentioned. Moreover, it is applicable not only to such a consumer (general consumer) apparatus but also an apparatus for industrial use. In addition, the electronic device of the present invention may have other functions such as a data communication function, a game function, a recording and reproducing function, and a dictionary function.

以上、本発明に係る電池、電池の製造方法および電子機器の説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、活物質複合体を正極に用いる構成を例にとって説明したが、負極に用いても良い。また、電池としてリチウム二次電池を例にとって説明したが、一次電池でも二次電池でもよく、特に二次電池としては、ナトリウム電池のようなアルカリ金属を含む電池としても良く、マグネシウム二次電池のような第2族元素(広義のアルカリ土類金属)を含む電池としても良い。   As mentioned above, although the manufacturing method of a battery concerning the present invention, a battery, and electronic equipment were explained, the present invention is not limited to this. For example, although the structure which uses an active material complex for a positive electrode was demonstrated to the example, you may use for a negative electrode. In addition, although a lithium secondary battery has been described as an example of the battery, it may be a primary battery or a secondary battery, and in particular, the secondary battery may be a battery containing an alkali metal such as a sodium battery. It is good also as a battery containing such a group 2 element (alkaline earth metal in a broad sense).

例えば、本発明の電池における各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明の電池に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。   For example, the configuration of each part in the battery of the present invention can be replaced with an arbitrary configuration having the same function. In addition, any other component may be added to the battery of the present invention.

また、本発明の電池の製造方法には、1または2以上の任意の工程が追加されていてもよい。   In addition, one or more optional steps may be added to the method of manufacturing a battery of the present invention.

1…正極集電体、2…正極活物質部、3…電解質層、4…樹脂部、5…正極活物質複合体、6…負極部、7…正極取出し電極、8…負極取出し電極、10…基板、21…正極活物質、22…バインダー、23…導電性粒子、25…スラリー、26…正極活物質成形体、27…正極活物質粒子、40…樹脂複合体、41…樹脂成形体、51…一面、52…他面、61…負極活物質部、63…負極集電体、100…リチウム二次電池、300…ウェアラブル機器、301…バンド、302…センサー、303…表示部、304…処理部、305…電池、WR…手首 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... positive electrode collector, 2 ... positive electrode active material part, 3 ... electrolyte layer, 4: resin part, 5 ... positive electrode active material composite, 6: negative electrode part, 7: positive electrode extraction electrode, 8: negative electrode extraction electrode, 10 ... Substrate, 21 ... positive electrode active material, 22 ... binder, 23 ... conductive particles, 25 ... slurry, 26 ... positive electrode active material molded body, 27 ... positive electrode active material particles, 40 ... resin complex, 41 ... resin molded body, 51: one surface, 52: other surface, 61: negative electrode active material portion, 63: negative electrode current collector, 100: lithium secondary battery, 300: wearable device, 301: band, 302: sensor, 303: display portion, 304: Processing unit, 305: battery, WR: wrist

Claims (9)

集電体と、
前記集電体に接する単結晶構造を有する粒状の活物質と、隣り合う前記活物質の間隙に形成された樹脂部と、を含む活物質複合体と、
前記樹脂部と接するとともに、前記活物質と接する電解質層と、を備えることを特徴とする電池。
Current collector,
An active material complex including a granular active material having a single crystal structure in contact with the current collector, and a resin portion formed in a gap between the adjacent active materials;
And an electrolyte layer in contact with the active material as well as in contact with the resin portion.
前記活物質は、LiCoOを含む請求項1に記載の電池。 The battery according to claim 1, wherein the active material comprises LiCoO 2 . 前記活物質複合体は、前記集電体および前記電解質へ平坦面にて接する請求項1または2に記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the active material complex is in contact with the current collector and the electrolyte on a flat surface. 前記樹脂部は、エポキシ系樹脂またはアクリル系樹脂で構成される請求項1ないし3のいずれか1項に記載の電池。   The battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin portion is made of an epoxy resin or an acrylic resin. 前記樹脂部のイオン伝導率は、1×10−8S/cm以下である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の電池。 The battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the ion conductivity of the resin portion is 1 × 10 -8 S / cm or less. 前記樹脂部のヤング率は、15GPa以下である請求項1ないし5のいずれか1項に記載の電池。   The battery according to any one of claims 1 to 5, wherein a Young's modulus of the resin portion is 15 GPa or less. 集電体を形成する工程と、
前記集電体に接するように活物質粒子を配置した後に、隣り合う前記活物質粒子の間隙に樹脂材料を充填することで樹脂複合体を形成し、しかる後に、前記活物質粒子が露出するように研磨することで活物質複合体を得る工程と、
露出した前記活物質粒子と接するように電解質層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする電池の製造方法。
Forming a current collector;
After arranging the active material particles so as to be in contact with the current collector, the resin material is filled in the gaps between the adjacent active material particles to form a resin complex, and after that, the active material particles are exposed. Obtaining an active material complex by polishing to
Forming an electrolyte layer in contact with the exposed active material particles;
A method of manufacturing a battery comprising:
電解質層を形成する工程と、
電解質層に接するように活物質粒子を配置した後に、隣り合う前記活物質粒子の間隙に樹脂材料を充填することで樹脂複合体を形成し、しかる後に、前記活物質粒子が露出するように研磨することで活物質複合体を得る工程と、
露出した前記活物質粒子と接するように集電体を形成する工程と、
を備えることを特徴とする電池の製造方法。
Forming an electrolyte layer;
After arranging the active material particles to be in contact with the electrolyte layer, the resin material is filled in the gaps between the adjacent active material particles to form a resin complex, and thereafter, the active material particles are polished to be exposed. Obtaining an active material complex by
Forming a current collector in contact with the exposed active material particles;
A method of manufacturing a battery comprising:
請求項1ないし6のいずれか1項に記載の電池を備えることを特徴とする電子機器。   An electronic device comprising the battery according to any one of claims 1 to 6.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114221021A (en) * 2021-12-10 2022-03-22 惠州亿纬锂能股份有限公司 In-situ cured polymer electrolyte, preparation method thereof and lithium ion battery

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06290783A (en) * 1993-03-31 1994-10-18 Nippondenso Co Ltd Positive electrode for lithium secondary battery
JP2006054159A (en) * 2004-07-15 2006-02-23 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Anode active material for non-aqueous secondary battery, and its manufacturing method
JP2010080426A (en) * 2008-04-10 2010-04-08 Sumitomo Electric Ind Ltd Method of manufacturing cathode body and cathode body
WO2010074304A1 (en) * 2008-12-24 2010-07-01 日本碍子株式会社 Plate-shaped particles for positive electrode active material of lithium secondary batteries, lithium secondary battery positive electrode active material films, manufacturing method therefor, lithium secondary battery positive electrode active material manufacturing method and lithium secondary batteries
JP2013012338A (en) * 2011-06-28 2013-01-17 Kyocera Corp Lithium secondary battery
JP2017073267A (en) * 2015-10-07 2017-04-13 セイコーエプソン株式会社 Battery electrode, manufacturing method of the same, and battery

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06290783A (en) * 1993-03-31 1994-10-18 Nippondenso Co Ltd Positive electrode for lithium secondary battery
JP2006054159A (en) * 2004-07-15 2006-02-23 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Anode active material for non-aqueous secondary battery, and its manufacturing method
JP2010080426A (en) * 2008-04-10 2010-04-08 Sumitomo Electric Ind Ltd Method of manufacturing cathode body and cathode body
WO2010074304A1 (en) * 2008-12-24 2010-07-01 日本碍子株式会社 Plate-shaped particles for positive electrode active material of lithium secondary batteries, lithium secondary battery positive electrode active material films, manufacturing method therefor, lithium secondary battery positive electrode active material manufacturing method and lithium secondary batteries
JP2013012338A (en) * 2011-06-28 2013-01-17 Kyocera Corp Lithium secondary battery
JP2017073267A (en) * 2015-10-07 2017-04-13 セイコーエプソン株式会社 Battery electrode, manufacturing method of the same, and battery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114221021A (en) * 2021-12-10 2022-03-22 惠州亿纬锂能股份有限公司 In-situ cured polymer electrolyte, preparation method thereof and lithium ion battery

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